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第6回：アニメーションとゲーム

目標

• アニメーションの原理が理解できる．
• タイマーが利用できる．

5.1 アニメーションの原理

• アニメーション(animation：動画)の原理は「少しずつ変化する絵を短い時間間隔で次々に見せる」ことである．コンピュータでは「少しずつ変化する絵を生成し，短い時間間隔で次々に表示する」ことで実現できる．これを実時間アニメーション(real-time animation)と呼ぶ．
• javax.swing.Timerオブジェクトを用いると，一定の時間間隔である動作を繰り返し実行することが可能である．オブジェクトの開始はstart()メソッドを用いる． new javax.swing.Timer(50,動作).start();
• 動作として渡すオブジェクトはActionListenerインタフェースを実装するオブジェクトのactionPerformed()メソッドとして記述する．

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.*;
import java.util.*;
 
public class Sample61 extends JPanel {
	ArrayList<Figure> figs = new ArrayList<Figure>();
	Circle c1 = new Circle(Color.BLUE, 100, 100, 30);
	Text t1 = new Text(20, 40, "?", new Font("serif", Font.BOLD, 36)); //テキストのオブジェクト
 
	public Sample61() {
		setOpaque(false);
		figs.add(t1);
		figs.add(c1);
		final long tm0 = System.currentTimeMillis(); //開始時刻の取得
		new javax.swing.Timer(50, new ActionListener() { //タイマーの設定．50ミリ秒間隔で繰り返す．
			public void actionPerformed(ActionEvent evt) {
				double tm = 0.001 * (System.currentTimeMillis() - tm0); //経過時間を計算
				t1.setText(String.format("%4.2f", tm)); //経過時間の表示
				c1.moveTo(20 + (int) (tm * 100) % 250, 100); //円の移動
				repaint();
			}
		}).start(); //タイマーの開始
	}
 
	public void paintComponent(Graphics g) {
		for (Figure f : figs) {
			f.draw(g);
		}
	}
 
	public static void main(String[] args) {
		JFrame app = new JFrame();
		app.add(new Sample61());
		app.setSize(400, 300);
		app.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		app.setVisible(true);
	}
 
	interface Figure {
		public void draw(Graphics g);
	}
 
	static class Circle implements Figure {
		Color col;
		int xpos, ypos, rad;
 
		public Circle(Color c, int x, int y, int r) {
			col = c;
			xpos = x;
			ypos = y;
			rad = r;
		}
 
		public boolean hit(int x, int y) {
			return (xpos - x) * (xpos - x) + (ypos - y) * (ypos - y) <= rad
					* rad;
		}
 
		public void setColor(Color c) {
			col = c;
		}
 
		public void moveTo(int x, int y) {
			xpos = x;
			ypos = y;
		}
 
		public void draw(Graphics g) {
			g.setColor(col);
			g.fillOval(xpos - rad, ypos - rad, rad * 2, rad * 2);
		}
	}
 
	static class Text implements Figure {
		int xpos, ypos;
		String txt;
		Font fn;
 
		public Text(int x, int y, String t, Font f) {
			xpos = x;
			ypos = y;
			txt = t;
			fn = f;
		}
 
		public void setText(String t) {
			txt = t;
		}
 
		public void draw(Graphics g) {
			g.setColor(Color.BLACK);
			g.setFont(fn);
			g.drawString(txt, xpos, ypos);
		}
	}
}

6.2 人間の情報処理能力とゲーム

• 移動する青い円GameCircleを5個生成する．ybaseは原点のy座標で100に設定される．
• 時計をtmに設定する．40秒経つとゲームが終了する．
• 円が移動するまでの時間をランダムにtmcに設定する．
• tmcで設定した時間が過ぎると（tm>=tmcになると），移動させる円をランダムに選択し，赤にして移動開始する．tmcには次の円が移動するまでの時間をランダムに設定する．
• GameCircleはstart()メソッドにより，mcountが20に設定され，移動を開始する．
• proceed()メソッドでmcountが0より大きい場合に，1ずつ減少するようになっている．mcountが10になると跳ね返るようになっている．原点にもどるとmcountは0になり，円の色は青になり，停止する．

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.*;
import java.util.*;
 
public class Ex62def extends JPanel {
	ArrayList<Figure> figs = new ArrayList<Figure>();
	Font fn = new Font("Serif", Font.BOLD, 36);
	Text t1 = new Text(20, 30, "Click when red", fn);
	Text t2 = new Text(20, 60, "0", fn);
	GameCircle[] a = new GameCircle[5]; //5つの円を生成
	int count; //叩けた数を数えるカウンタ
 
	public Ex62def() {
		setOpaque(false);
		figs.add(t1);
		figs.add(t2);
		for (int i = 0; i < 5; ++i) {
			a[i] = new GameCircle(Color.BLUE, 50 + 50 * i, 100, 20);
			figs.add(a[i]); //青の円を5個描画
		}
		count = 0;
		final long tm0 = System.currentTimeMillis();
		new javax.swing.Timer(30, new ActionListener() {//30ミリ秒毎に繰り返す
			double tmc = 10.0 + 3.0 * Math.random();//円が移動するまでの時間を設定
			double tm = 0.0;//時計
 
			public void actionPerformed(ActionEvent evt) {
				if (tm >= 40.0) {//時計が40秒経つと終了
					return;
				}
				tm = 0.001 * (System.currentTimeMillis() - tm0);//時計を進める
				if (tm >= tmc) { //円が移動開始時刻になる
					tmc = tm + (40.0 - tm) * 0.1 * Math.random();//次に円が移動するまでの時間を設定
					int i = (int) (a.length * Math.random());//円をランダムに選択する
					if (a[i].getColor() != Color.RED) {//円が青なら赤にして移動開始
						a[i].setColor(Color.RED);
						a[i].start();
					}
				}
				for (GameCircle c1 : a) {//全ての円を移動させる
					c1.proceed();
				}
				t1.setText(String.format("%2.2f", 40.0 - tm));//残り時間を表示
				repaint();
			}
		}).start();
		addMouseListener(new MouseAdapter() {
			public void mousePressed(MouseEvent evt) {
				for (GameCircle c1 : a) {
					if (c1.getColor() == Color.RED
							&& c1.hit(evt.getX(), evt.getY())) {//赤の円をクリックしたかの判定
						c1.setColor(Color.BLUE);//円を青にする
						++count;//叩いた回数を1増やす
						t2.setText(String.format("%d", count));//叩いた回数を表示する
					}
				}
			}
		});
	}
 
	public void paintComponent(Graphics g) {
		for (Figure f : figs) {
			f.draw(g);
		}
	}
 
	public static void main(String[] args) {
		JFrame app = new JFrame();
		app.add(new Ex62def());
		app.setSize(400, 300);
		app.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		app.setVisible(true);
	}
 
	interface Figure {
		public void draw(Graphics g);
	}
 
	static class Circle implements Figure {
		Color col;
		int xpos, ypos, rad;
 
		public Circle(Color c, int x, int y, int r) {
			col = c;
			xpos = x;
			ypos = y;
			rad = r;
		}
 
		public boolean hit(int x, int y) {
			return (xpos - x) * (xpos - x) + (ypos - y) * (ypos - y) <= rad
					* rad;
		}
 
		public void setColor(Color c) {
			col = c;
		}
 
		public void moveTo(int x, int y) {//このプログラムでは利用していない
			xpos = x;
			ypos = y;
		}
 
		public void draw(Graphics g) {
			g.setColor(col);
			g.fillOval(xpos - rad, ypos - rad, rad * 2, rad * 2);
		}
	}
 
	static class GameCircle extends Circle {
		int ybase, mcount;
 
		public GameCircle(Color c, int x, int y, int r) {
			super(c, x, y, r);
			ybase = y;
			mcount = 0;
		}
 
		public Color getColor() {//円の色を返す
			return col;
		}
 
		public void start() {//円を動かし始める
			mcount = 20;
		}
 
		public void proceed() {//円を1回分動かす
			if (mcount <= 0) {//原点に戻っていたら何もしない
				return;
			}
			mcount -= 1;
			ypos = ybase + 100 - Math.abs(mcount - 10) * 10;//円を移動させる．10回目で跳ね返る．
			if (mcount == 0) {
				col = Color.BLUE;//原点に戻れば青にする
			}
		}
	}
 
	static class Text implements Figure {
		int xpos, ypos;
		String txt;
		Font fn;
 
		public Text(int x, int y, String t, Font f) {
			xpos = x;
			ypos = y;
			txt = t;
			fn = f;
		}
 
		public void setText(String t) {
			txt = t;
		}
 
		public void draw(Graphics g) {
			g.setColor(Color.BLACK);
			g.setFont(fn);
			g.drawString(txt, xpos, ypos);
		}
	}
}