まあ、ぐるぐる回るという動きは、2Dゲーム制作の基本中の基本ですね。三角関数のサインおよびコサインを使えば一発です！
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
using Microsoft.Xna.Framework.Input;
using System;
namespace RollingOption
{
/// <summary>
/// This is the main type for your game.
/// </summary>
public class Game1 : Game
{
// プレイヤー移動速度
const float PlayerSpeed = 4.0f;
// オプションの回転速度
const float RotateSpeed = 4.0f;
// オプションの回転半径
const float OptionRadius = 100.0f;
GraphicsDeviceManager graphics;
SpriteBatch spriteBatch;
// ぱっちぃのテクスチャ
Texture2D texturePacchi;
// かまトゥのテクスチャ
Texture2D textureKamatoo;
// プレイヤーの位置
Vector2 playerPosition = new Vector2(200, 200);
// オプションの位置
Vector2 option0Position;
Vector2 option1Position;
Vector2 option2Position;
Vector2 option3Position;
// オプションの回転角度
float angle = 0;
public Game1()
{
graphics = new GraphicsDeviceManager(this);
Content.RootDirectory = "Content";
}
/// <summary>
/// Allows the game to perform any initialization it needs to before starting to run.
/// This is where it can query for any required services and load any non-graphic
/// related content. Calling base.Initialize will enumerate through any components
/// and initialize them as well.
/// </summary>
protected override void Initialize()
{
// TODO: Add your initialization logic here
base.Initialize();
}
/// <summary>
/// LoadContent will be called once per game and is the place to load
/// all of your content.
/// </summary>
protected override void LoadContent()
{
// Create a new SpriteBatch, which can be used to draw textures.
spriteBatch = new SpriteBatch(GraphicsDevice);
// TODO: use this.Content to load your game content here
// 画像を読み込む
texturePacchi = Content.Load<Texture2D>("pacchi_32");
textureKamatoo = Content.Load<Texture2D>("kamatoo_32");
}
/// <summary>
/// UnloadContent will be called once per game and is the place to unload
/// game-specific content.
/// </summary>
protected override void UnloadContent()
{
// TODO: Unload any non ContentManager content here
}
/// <summary>
/// Allows the game to run logic such as updating the world,
/// checking for collisions, gathering input, and playing audio.
/// </summary>
/// <param name="gameTime">Provides a snapshot of timing values.</param>
protected override void Update(GameTime gameTime)
{
if (GamePad.GetState(PlayerIndex.One).Buttons.Back == ButtonState.Pressed || Keyboard.GetState().IsKeyDown(Keys.Escape))
Exit();
// TODO: Add your update logic here
// 上下左右が押されたらプレイヤーを移動させる
if (Keyboard.GetState().IsKeyDown(Keys.Left))
{
playerPosition.X -= PlayerSpeed;
}
if (Keyboard.GetState().IsKeyDown(Keys.Right))
{
playerPosition.X += PlayerSpeed;
}
if (Keyboard.GetState().IsKeyDown(Keys.Up))
{
playerPosition.Y -= PlayerSpeed;
}
if (Keyboard.GetState().IsKeyDown(Keys.Down))
{
playerPosition.Y += PlayerSpeed;
}
// オプションの回転角度を更新
angle += RotateSpeed;
// オプションの位置を更新
option0Position = CalcOptionPosition(playerPosition, angle, OptionRadius);
option1Position = CalcOptionPosition(playerPosition, angle + 90, OptionRadius);
option2Position = CalcOptionPosition(playerPosition, angle + 180, OptionRadius);
option3Position = CalcOptionPosition(playerPosition, angle + 270, OptionRadius);
base.Update(gameTime);
}
/// <summary>
/// オプションの位置を計算して返却する
/// </summary>
/// <param name="center">回転の中心位置</param>
/// <param name="angle">回転角度（度数法で指定）</param>
/// <param name="radius">回転の半径</param>
/// <returns>オプションがあるべき位置</returns>
Vector2 CalcOptionPosition(Vector2 center, float angle, float radius)
{
// 度数法の角度をラジアンに変換する
float radian = MathHelper.ToRadians(angle);
// サインとコサインを使って位置を計算する
return center + new Vector2((float)Math.Cos(radian), (float)Math.Sin(radian)) * radius;
}
/// <summary>
/// This is called when the game should draw itself.
/// </summary>
/// <param name="gameTime">Provides a snapshot of timing values.</param>
protected override void Draw(GameTime gameTime)
{
GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);
// TODO: Add your drawing code here
spriteBatch.Begin();
// オプションを描画
spriteBatch.Draw(textureKamatoo, option0Position, Color.White);
spriteBatch.Draw(textureKamatoo, option1Position, Color.White);
spriteBatch.Draw(textureKamatoo, option2Position, Color.White);
spriteBatch.Draw(textureKamatoo, option3Position, Color.White);
// プレイヤーを描画
spriteBatch.Draw(texturePacchi, playerPosition, Color.White);
spriteBatch.End();
base.Draw(gameTime);
}
}
}
解説
今回はオプションが4つあって、オプションの位置を更新する処理も4回行う必要があるため、位置を計算する処理を関数にしました。
/// <summary>
/// オプションの位置を計算して返却する
/// </summary>
/// <param name="center">回転の中心位置</param>
/// <param name="angle">回転角度（度数法で指定）</param>
/// <param name="radius">回転の半径</param>
/// <returns>オプションがあるべき位置</returns>
Vector2 CalcOptionPosition(Vector2 center, float angle, float radius)
{
// 度数法の角度をラジアンに変換する
float radian = MathHelper.ToRadians(angle);
// サインとコサインを使って位置を計算する
return center + new Vector2((float)Math.Cos(radian), (float)Math.Sin(radian)) * radius;
}
2Dゲームで円運動をさせる場合は、三角関数のサインとコサインを使います。
C#で三角関数を使うには、Mathクラスを使います。MathクラスはSystemという名前空間にあるため、冒頭に
using System;という記述を忘れないようにしましょう。 または、Mathクラスを使うときにSystem.Mathと書きましょう。
で、C#のSinおよびCos関数には、角度をラジアン（弧度法）で渡す必要があります。
ラジアンというのは角度の表し方のひとつです。
普段の日常生活では、1回転のことを360度と言いますが、これは度数法と呼ばれる表し方です。
数学やプログラムでは、ラジアンで角度を表すことが多いです。ラジアンでは、1回転を2πラジアンと言います。πとは円周率3.141592...のことです。つまり2πとは約6.28であり、つまり360度は約6.28ラジアンです。
角度をラジアンで表すのはわかりづらいので、角度の指定は度数法で行い、必要に応じてラジアンに変換するのが良いと思います。
360度＝2πラジアンなので、つまり1度＝2π/360ラジアンです。2π/360は約0.0174533です。つまり度数法の角度に0.0174533をかけてあげればラジアンでの角度に変換できるのですが、しかしMonoGameには度数法をラジアンに変換してくれる関数が用意されているため、せっかくなので、それを使いましょう。MathHelper.ToRadians()という関数です。
あとは、Math.Sin()やMath.Cos()の戻り値はdouble型なので、そのままではVector2に使えません。Vector2のXやYはfloat型です。なので、float型へのキャストをしています。
めんどくさいですね。角度を度数法で受け取って、float型で返却する独自のSin関数やCos関数をあらかじめ作っておくと、捗ると思います。
練習問題
以下にチャレンジ！
- 回転速度を変えてみる
- 回転方向を変えてみる
- 円運動の半径を変えてみる
- オプションの数を4個固定ではなく、動的に変更可能にする（例えば、ボタンを押すたびに1つ増える、など）
- 軌道を楕円にして、奥行きを感じさせる
オプションの個数が変えられるサンプル
まずはぜひ自力でやってみてほしいですが、一応、オプションの個数を無制限に増やせるサンプルプログラムを掲載します。
using Microsoft.Xna.Framework;オプションの位置を格納するのにListを使っているので、冒頭に
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
using Microsoft.Xna.Framework.Input;
using System;
using System.Collections.Generic;
namespace RollingOption
{
/// <summary>
/// This is the main type for your game.
/// </summary>
public class Game1 : Game
{
// プレイヤー移動速度
const float PlayerSpeed = 4.0f;
// オプションの回転速度
const float RotateSpeed = 4.0f;
// オプションの回転半径
const float OptionRadius = 100.0f;
GraphicsDeviceManager graphics;
SpriteBatch spriteBatch;
// ぱっちぃのテクスチャ
Texture2D texturePacchi;
// かまトゥのテクスチャ
Texture2D textureKamatoo;
// プレイヤーの位置
Vector2 playerPosition = new Vector2(200, 200);
// オプションの回転角度
float angle = 0;
// オプションの位置を格納するリスト
List<Vector2> optionPositions = new List<Vector2>();
// 前フレームのキーボードの押下状況
KeyboardState prevKeyboardState;
public Game1()
{
graphics = new GraphicsDeviceManager(this);
Content.RootDirectory = "Content";
}
/// <summary>
/// Allows the game to perform any initialization it needs to before starting to run.
/// This is where it can query for any required services and load any non-graphic
/// related content. Calling base.Initialize will enumerate through any components
/// and initialize them as well.
/// </summary>
protected override void Initialize()
{
// TODO: Add your initialization logic here
base.Initialize();
}
/// <summary>
/// LoadContent will be called once per game and is the place to load
/// all of your content.
/// </summary>
protected override void LoadContent()
{
// Create a new SpriteBatch, which can be used to draw textures.
spriteBatch = new SpriteBatch(GraphicsDevice);
// TODO: use this.Content to load your game content here
// 画像を読み込む
texturePacchi = Content.Load<Texture2D>("pacchi_32");
textureKamatoo = Content.Load<Texture2D>("kamatoo_32");
}
/// <summary>
/// UnloadContent will be called once per game and is the place to unload
/// game-specific content.
/// </summary>
protected override void UnloadContent()
{
// TODO: Unload any non ContentManager content here
}
/// <summary>
/// Allows the game to run logic such as updating the world,
/// checking for collisions, gathering input, and playing audio.
/// </summary>
/// <param name="gameTime">Provides a snapshot of timing values.</param>
protected override void Update(GameTime gameTime)
{
if (GamePad.GetState(PlayerIndex.One).Buttons.Back == ButtonState.Pressed || Keyboard.GetState().IsKeyDown(Keys.Escape))
Exit();
// TODO: Add your update logic here
// 上下左右が押されたらプレイヤーを移動させる
if (Keyboard.GetState().IsKeyDown(Keys.Left))
{
playerPosition.X -= PlayerSpeed;
}
if (Keyboard.GetState().IsKeyDown(Keys.Right))
{
playerPosition.X += PlayerSpeed;
}
if (Keyboard.GetState().IsKeyDown(Keys.Up))
{
playerPosition.Y -= PlayerSpeed;
}
if (Keyboard.GetState().IsKeyDown(Keys.Down))
{
playerPosition.Y += PlayerSpeed;
}
// オプションの回転角度を更新
angle += RotateSpeed;
// スペースキーを押したら、オプションを追加する
if (prevKeyboardState.IsKeyUp(Keys.Space) && Keyboard.GetState().IsKeyDown(Keys.Space))
{
optionPositions.Add(Vector2.Zero);
}
// オプションの位置を更新
for (int i = 0; i < optionPositions.Count; i++)
{
float delta = 360f / optionPositions.Count; // オプション同士の間隔（角度）
float angle2 = delta * i + angle;
optionPositions[i] = CalcOptionPosition(playerPosition, angle2, OptionRadius);
}
// 次フレームで使うために、キーボードの押下状況を保存しておく
prevKeyboardState = Keyboard.GetState();
base.Update(gameTime);
}
/// <summary>
/// オプションの位置を計算して返却する
/// </summary>
/// <param name="center">回転の中心位置</param>
/// <param name="angle">回転角度（度数法で指定）</param>
/// <param name="radius">回転の半径</param>
/// <returns>オプションがあるべき位置</returns>
Vector2 CalcOptionPosition(Vector2 center, float angle, float radius)
{
// 度数法の角度をラジアンに変換する
float radian = MathHelper.ToRadians(angle);
// サインとコサインを使って位置を計算する
return center + new Vector2((float)Math.Cos(radian), (float)Math.Sin(radian)) * radius;
}
/// <summary>
/// This is called when the game should draw itself.
/// </summary>
/// <param name="gameTime">Provides a snapshot of timing values.</param>
protected override void Draw(GameTime gameTime)
{
GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);
// TODO: Add your drawing code here
spriteBatch.Begin();
// オプションを描画
foreach (Vector2 pos in optionPositions)
{
spriteBatch.Draw(textureKamatoo, pos, Color.White);
}
// プレイヤーを描画
spriteBatch.Draw(texturePacchi, playerPosition, Color.White);
spriteBatch.End();
base.Draw(gameTime);
}
}
}
using System.Collections.Generic;を忘れないようにしましょう。
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