C++とDXライブラリを使って簡単な3Dゲームを作る

はじめに

この記事は、香川大学工学部（創造工学部）のプログラミングサークル SLP のアドベントカレンダー11日目の記事です。サークル生やOBの方々が繋いでいきますので、そちらもぜひ目を通していただけると嬉しいです。

adventar.org

アドベントカレンダーへの参加は今回が初めてであるため、とある人物に何を書くを相談した結果、タイトルの通りになりました。

3Dゲームを作るのも初めてで、その他にもいろいろと変な部分があるかもしれませんが、頑張ります。

DXライブラリについて

DXライブラリは、オープンソースのゲーム開発用ライブラリです。ゲームエンジンとはまた違ったゲーム開発ができます。

Visual Studio 2017 C++ を使用しているため、Windows版 VisualStudio(C++) 用のDXライブラリを使用しています。

本記事では、DXライブラリのダウンロードや導入のあたりは省きます。

DXライブラリの詳細やダウンロード、導入については、ホームページを見てください。

ＤＸライブラリ置き場ＨＯＭＥ

ゲームコンセプト

f:id:neokiex:20191211121334j:plain — うどんやへ繋がる横断歩道

この道路は、香川大学工学部（創造工学部）の学生がうどんを食べるために通らなければならない道路です。しかし、見てもらったらわかるように信号がありません。さらに、交通量も普通に多いです。

これは大変危険です、なんとかしないといけません。

そうだ、道路を渡る練習ができるゲームを作ろう。

3Dモデルの設置

まずは3Dモデルを設置します。

必要な3Dモデルは、プレイヤー、車、道路、ゴールぐらいです。

DXライブラリで使用できる3Dモデルには、x, mqo, mv1, pmd( + vmd ), pmx( + vmd ) があります。今回、プレイヤーは pmd( + vmd ) と pmx( + vmd )、道路などは mv1 を使用しています。

以下のコードは、3Dモデルのデータを読み込み、大きさなどを調整したりしてからウィンドウ内に設置します。これは他の3Dモデルも共通の処理なので、同様にして全部設置します。

ここで注意する点は2つぐらいです。

1つ目は、MV1LoadModel関数を使いすぎるとメモリ不足で大変なことになります。同じモデルを複数描画する場合は、MV1DuplicateModel関数を使いましょう。必要なくなったらMV1DeleteModel関数でモデルを削除できます。

2つ目は、MV1SetScale関数でモデルを拡大した後に、拡大した分だけ輪郭線を小さくする処理を行うことです。作っている途中で結構調べたところなんですが、この処理をしないと、モデルが黒い何かに覆われた状態で見えるようになってしまいます。

// モデルの読み込み
int model_handle = MV1LoadModel("modelname.pmd");

// 指定のモデルと同じ基礎データを使用してモデルを作成する
int model_handle_copy = MV1DuplicateModel(model_handle);

// モデルの拡大値をセットする
// -- VGet(float, float, float)  3次元のベクトル型 VECTORを返す
MV1SetScale(model_handle, VGet(20.0f, 20.0f, 20.0f));

// 3Dモデルの輪郭線の修正
int MaterialNum = MV1GetMaterialNum(model_handle);
for (int i = 0; i < MaterialNum; i++) {
  // マテリアルの輪郭線の太さを取得
  float dotwidth = MV1GetMaterialOutLineDotWidth(model_handle, i);
  // マテリアルの輪郭線の太さを拡大した分小さくする
  MV1SetMaterialOutLineDotWidth(model_handle, i, dotwidth / 50.0f);
}

// モデルの座標をセットする
MV1SetPosition(model_handle, VGet(320.0f, -250.0f, 600.0f));

f:id:neokiex:20191205170255p:plain — 3Dモデルの設置

f:id:neokiex:20191205170518p:plain — 他の3Dモデルも全部設置

プレイヤーの動き

詳しくはリファレンスを見たほうが良いですが、モデルファイルpmdとpmxは、モーションファイルvmdのファイル名をモデルファイル名+3桁の番号にすることで一緒に読み込んでくれるようになっています。例えば、model.pmd、model000.vmd といった風です。

読み込んだモーションを3Dモデルにアタッチし、再生時間を都度設定することでアニメーションになります。

また、プログラム内の3Dモデルの座標とは別に、3Dモデル内部のローカル座標があります。その関係で、プログラム内の座標は変化していないのに、実際には動いて見えてしまう状態になります。そこで、3Dモデル内部のローカル座標移動を無効にすることで、プログラム側だけで座標移動ができるようになります。

設定する再生時間の調整をなんか頑張ることで、3Dモデルに入力に応じた動きをぽくすることができました。

/* ----- アニメーションの設定 ----- */
// 付属モーションのアタッチ
int attach_index = MV1AttachAnim(model_handle, 0, -1, FALSE);

// 総再生時間の取得
int anim_total_time = MV1GetAttachAnimTotalTime(model_handle, attach_index);

// 再生時間の初期化
int anim_play_time = 0.0f;

// アニメーションによるローカルの座標移動を無効にする
MV1SetFrameUserLocalMatrix(model_handle, MV1SearchFrame(model_handle, "センター"), MGetIdent());

/* ----- アニメーションの再生 ----- */
while (bool) {
  // 再生時間の調整
  if (anim_play_time++ >= anim_total_time) { anim_play_time = 0; }

  // 再生時間をセットする
  MV1SetAttachAnimTime(model_handle, attach_index, anim_play_time);
}