ゲーム実装で身に付くプログラミング第3回

背景色に色を混ぜる

ここで、このゲームの肝である背景色を表示し、図4のようにクリックした色ブロックの色を背景色に混ぜてみます。ECSのSystemでゲームステートがMainLoopの時に更新ごと(Update)に「logic_system」関数を実行します。

・サンプルコード「main.rs」ファイル

(前略)
// メイン
fn main() {
 App::new()
(中略)
   .add_systems(
     Update,
     (
       movement_system,
       input_system,
       logic_system,
     )
     .run_if(in_state(GameState::MainLoop)),
   )
   .run();
}
// 初期化
fn setup(mut commands: Commands, asset_server: Res<AssetServer>) {
(中略)
}
// タイトル
fn title_system(
 mouse: Res<ButtonInput<MouseButton>>,
 mut next_state: ResMut<NextState<GameState>>,
) {
(中略)
}
// タイトル画像表示
fn reset_for_title(
 mut title_q: Query<&mut Visibility, With<TitleVisual>>,
 mut item_q: Query<&mut Visibility, (With<ColorItem>, Without<TitleVisual>)>,
) {
(中略)
}
// Stage開始
fn start_stage(
 mut game_data: ResMut<GameData>,
 mut title_q: Query<&mut Visibility, With<TitleVisual>>,
 mut item_q: Query<(&mut Visibility, &mut Transform, &mut ColorItem), Without<TitleVisual>>,
) {
 if let Ok(mut v) = title_q.single_mut() {
   *v = Visibility::Hidden;
 }
 let mut rng = rand::rng();
 let mut r:usize = 0;
 let mut g:usize = 0;
 let mut b:usize = 0;
 while r == g {
   r = rng.random_range(0..game_data.stage);
   g = rng.random_range(0..game_data.stage);
   b = rng.random_range(0..game_data.stage);
 }
 game_data.rgb_counts = Vec3::new(r as f32,g as f32,b as f32);
 let active_count = (game_data.stage * 3).min(50);
 for (i, (mut vis, mut trans, mut item)) in item_q.iter_mut().enumerate() {
   if i < active_count {
     *vis = Visibility::Visible;
     trans.translation = Vec3::new(
       rng.random_range(-450.0..450.0),
       rng.random_range(-280.0..280.0),
       1.0,
     );
     item.velocity = Vec2::new(
       rng.random_range(-0.2..0.2),
       rng.random_range(-0.2..0.2),
     );
   } else {
     *vis = Visibility::Hidden;
   }
 }
}
// 色ブロック移動
fn movement_system(
 mut query: Query<(&mut Transform, &ColorItem), With<Visibility>>,
) {
(中略)
}
// クリック処理
fn input_system(
 mut game_data: ResMut<GameData>,
 mouse: Res<ButtonInput<MouseButton>>,
 windows: Query<&Window, With<PrimaryWindow>>,
 camera_q: Query<(&Camera, &GlobalTransform)>,
 mut item_q: Query<(&mut Visibility, &Transform, &ColorItem)>,
) {
 if !mouse.just_pressed(MouseButton::Left) {
   return;
 }
 let window = windows.single().unwrap();
 let (camera, camera_transform) = camera_q.single().unwrap();
 if let Some(world_pos) = window
   .cursor_position()
   .and_then(|c| camera.viewport_to_world_2d(camera_transform, c).ok())
 {
   for (mut vis, trans, item) in &mut item_q {
     if *vis == Visibility::Visible
       && trans.translation.truncate().distance(world_pos) < SPRITE_SIZE
     {
       *vis = Visibility::Hidden;
       match item.color_type {
         ColorType::Red => game_data.rgb_counts.x += 1.0,
         ColorType::Green => game_data.rgb_counts.y += 1.0,
         ColorType::Blue => game_data.rgb_counts.z += 1.0,
       }
       break;
     }
   }
 }
}
// 背景色セット
fn logic_system(
 game_data: Res<GameData>,
 mut clear_color: ResMut<ClearColor>,
 mut next_state: ResMut<NextState<GameState>>,
 item_q: Query<(&Transform, &Visibility), With<ColorItem>>,
 windows: Query<&Window, With<PrimaryWindow>>,
) {
 let win = windows.single().unwrap();
 let limit = Vec2::new(
   win.width() / 2.0 + BOUNDS_MARGIN,
   win.height() / 2.0 + BOUNDS_MARGIN,
 );
 let rgb = game_data.rgb_counts;
 let i = if rgb.x < rgb.y { if rgb.y < rgb.z { 1.0/rgb.z } else { 1.0/rgb.y } } else { if rgb.x < rgb.z { 1.0/rgb.z } else { 1.0/rgb.x } };
 let r = i * rgb.x;
 let g = i * rgb.y;
 let b = i * rgb.z;
 clear_color.0 = Color::srgb(r,g,b);
 if r == g && g == b { 
   next_state.set(GameState::StageClear);
   return;
 }
 let exists = item_q.iter().any(|(t, v)| {
   *v == Visibility::Visible &&
   t.translation.x.abs() < limit.x &&
   t.translation.y.abs() < limit.y
 });
 if !exists {
   next_state.set(GameState::GameOver);
 }
}

【サンプルコードの解説】
「main」関数で、ECSのSystemにlogic_system関数を追加します。
「start_stage」関数でランダムな背景色を「rgb_counts」プロパティに代入します。
「input_system」関数で、色ブロックがクリックされた時にRedならrgb_countsプロパティのxプロパティに、Greenならrgb_countsプロパティのyプロパティに、Blueならrgb_countsプロパティのzプロパティに背景色をインクリメントします。
logic_system関数で、1.0をrgb_countsプロパティの3色で一番大きい値の色の要素で除算した値を「i」変数に代入し、rgb_countsプロパティの3色の要素にi変数を乗算して背景色(clear_color.0)にセットします。赤緑青の3色が全て同じ値になれば真っ白なのでゲームステートを「StageClear」にセットします。全ての色ブロックが画面外に出たらゲームステートを「GameOver」にセットします。

ゲームオーバーとステージクリア

ゲームステートがGameOverならタイマーをリセットし、1.5秒後にタイトル画面に戻ります。ゲームステートがStageClearならタイマーをリセットし、1.5秒後に次のステージに進みます。今回はシンプルに解説するため、ゲームオーバー画像とステージクリア画像は読み込んだり表示したりしません。

・サンプルコード「main.rs」ファイル

(前略)
// メイン
fn main() {
 App::new()
(中略)
   // Result
   .add_systems(OnEnter(GameState::GameOver), setup_result_timer)
   .add_systems(OnEnter(GameState::StageClear), setup_result_timer)
   .add_systems(
     Update,
     result_wait_system.run_if(
       in_state(GameState::GameOver)
         .or(in_state(GameState::StageClear)),
     ),
   )
   .run();
}
// 初期化
fn setup(mut commands: Commands, asset_server: Res<AssetServer>) {
(中略)
}
// タイトル
fn title_system(
 mouse: Res<ButtonInput<MouseButton>>,
 mut next_state: ResMut<NextState<GameState>>,
) {
(中略)
}
// タイトル画像表示
fn reset_for_title(
 mut title_q: Query<&mut Visibility, With<TitleVisual>>,
 mut item_q: Query<&mut Visibility, (With<ColorItem>, Without<TitleVisual>)>,
) {
(中略)
}
// Stage開始
fn start_stage(
 mut game_data: ResMut<GameData>,
 mut title_q: Query<&mut Visibility, With<TitleVisual>>,
 mut item_q: Query<(&mut Visibility, &mut Transform, &mut ColorItem), Without<TitleVisual>>,
) {
(中略)
}
// 色ブロック移動
fn movement_system(
 mut query: Query<(&mut Transform, &ColorItem), With<Visibility>>,
) {
(中略)
}
// クリック処理
fn input_system(
 mut game_data: ResMut<GameData>,
 mouse: Res<ButtonInput<MouseButton>>,
 windows: Query<&Window, With<PrimaryWindow>>,
 camera_q: Query<(&Camera, &GlobalTransform)>,
 mut item_q: Query<(&mut Visibility, &Transform, &ColorItem)>,
) {
(中略)
}
// 背景色セット
fn logic_system(
 game_data: Res<GameData>,
 mut clear_color: ResMut<ClearColor>,
 mut next_state: ResMut<NextState<GameState>>,
 item_q: Query<(&Transform, &Visibility), With<ColorItem>>,
 windows: Query<&Window, With<PrimaryWindow>>,
) {
(中略)
}
// 結果処理
fn setup_result_timer(mut game_data: ResMut<GameData>) {
 game_data.timer.reset();
}
// ゲームオーバーかステージクリアーを
fn result_wait_system(
 time: Res<Time>,
 mut game_data: ResMut<GameData>,
 current_state: Res<State<GameState>>,
 mut next_state: ResMut<NextState<GameState>>,
) {
 if game_data.timer.tick(time.delta()).just_finished() {
   match current_state.get() {
     GameState::GameOver => {
       game_data.stage = 2;
       next_state.set(GameState::Title);
     }
     GameState::StageClear => {
       game_data.stage = (game_data.stage + 1).min(15);
       next_state.set(GameState::MainLoop);
     }
     _ => {}
   }
 }
}

【サンプルコードの解説】
main関数では、GameOverとStageClearの入り口(OnEnter)で「setup_result_timer」関数を実行します。また、それらの更新(Update)ごとに「result_wait_system」関数を実行します。
setup_result_timer関数でタイマーをリセットします。
result_wait_system関数でゲームオーバーの1.5秒後にゲームステートをTitleにセットします。ステージクリアの1.5秒後にstageをインクリメントしゲームステートをMainLoopにセットします。

【コラム】本の手段

本は、文字、絵、写真がほとんどです。そこでそれ以外を考え出したいです。雑誌なら付録もその1つだし、音が鳴る絵本も、飛び出す絵本も、手触りのある印刷もあります。