第 2 週: インタラクティブ ゲームの構築

---

クラス 3: ゲームの物理学と動き

3.1 ゲームの物理学を理解する

ゲーム物理学には、ゲームをよりリアルで魅力的なものにするために現実世界の物理学をシミュレートすることが含まれます。速度、加速度、重力などの基本的な物理原理により、ゲーム内の動きやインタラクションが自然に感じられます。

3.1.1 速度と加速度

• 速度は、オブジェクトの位置の変化率です。
• 加速度は速度の変化率です。

例: ベロシティを使った基本的な動き

import pygame

# Initialize Pygame
pygame.init()

# Screen setup
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("Basic Movement with Velocity")

# Colors
white = (255, 255, 255)
black = (0, 0, 0)

# Player setup
player = pygame.Rect(375, 275, 50, 50)
velocity = pygame.Vector2(0, 0)

# Main game loop
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    # Keyboard input for movement
    keys = pygame.key.get_pressed()
    if keys[pygame.K_LEFT]:
        velocity.x = -5
    elif keys[pygame.K_RIGHT]:
        velocity.x = 5
    else:
        velocity.x = 0

    if keys[pygame.K_UP]:
        velocity.y = -5
    elif keys[pygame.K_DOWN]:
        velocity.y = 5
    else:
        velocity.y = 0

    # Update player position
    player.move_ip(velocity)

    # Clear screen
    screen.fill(white)

    # Draw player
    pygame.draw.rect(screen, black, player)

    # Update display
    pygame.display.flip()

pygame.quit()

3.1.2 重力シミュレーション

Gravity は、オブジェクトを下に引っ張り、地球上の重力の影響をシミュレートすることで、ゲームにリアリズムを加えます。

例: 落下物に重力を加える

import pygame

# Initialize Pygame
pygame.init()

# Screen setup
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("Gravity Simulation")

# Colors
white = (255, 255, 255)
black = (0, 0, 0)

# Object setup
object = pygame.Rect(375, 50, 50, 50)
gravity = 0.5
velocity_y = 0

# Main game loop
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    # Apply gravity
    velocity_y  = gravity
    object.y  = velocity_y

    # Reset object position if it falls off-screen
    if object.y > 600:
        object.y = 50
        velocity_y = 0

    # Clear screen
    screen.fill(white)

    # Draw object
    pygame.draw.rect(screen, black, object)

    # Update display
    pygame.display.flip()

pygame.quit()

3.2 オブジェクトの跳ね返りと反射

動的なゲームを作成するには、多くの場合、壁から跳ね返るボールなど、跳ねるオブジェクトをシミュレートする必要があります。

例: バウンドボールシミュレーション

pygameをインポート # Pygameを初期化する pygame.init() # 画面設定 screen = pygame.display.set_mode((800, 600)) pygame.display.set_caption("跳ねるボール") # 色 白 = (255, 255, 255) 黒 = (0, 0, 0) # ボールのセットアップ ボール = pygame.Rect(375, 275, 50, 50) 速度 = pygame.Vector2(4, 4) # メインゲームループ 実行中 = True 実行中: pygame.event.get() のイベントの場合: イベント.タイプ == pygame.QUITの場合: 実行中 = False # ボールを移動する ball.move_ip(速度) # 壁に跳ね返る ball.left = 800 の場合: 速度.x = -速度.x ball.top = 600 の場合: 速度.y = -速度.y # 画面をクリア screen.fill(白) #ドローボール pygame.draw.ellipse(スクリーン、黒、ボール) # 表示を更新する pygame.display.flip() pygame.quit()

import pygame

# Initialize Pygame
pygame.init()

# Screen setup
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("Bouncing Ball")

# Colors
white = (255, 255, 255)
black = (0, 0, 0)

# Ball setup
ball = pygame.Rect(375, 275, 50, 50)
velocity = pygame.Vector2(4, 4)

# Main game loop
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    # Move ball
    ball.move_ip(velocity)

    # Bounce off walls
    if ball.left = 800:
        velocity.x = -velocity.x
    if ball.top = 600:
        velocity.y = -velocity.y

    # Clear screen
    screen.fill(white)

    # Draw ball
    pygame.draw.ellipse(screen, black, ball)

    # Update display
    pygame.display.flip()

pygame.quit()

3.3 ミニプロジェクト: バウンスボールゲーム

目標: ボールが画面内で跳ね返り、壁に当たると方向が変わるゲームを作成します。

3.3.1 コード例

pygameをインポート # Pygameを初期化する pygame.init() # 画面設定 screen = pygame.display.set_mode((800, 600)) pygame.display.set_caption("バウンスボールゲーム") # 色 白 = (255, 255, 255) 黒 = (0, 0, 0) # ボールのセットアップ ボール = pygame.Rect(375, 275, 50, 50) 速度 = pygame.Vector2(3, 3) # メインゲームループ 実行中 = True 実行中: pygame.event.get() のイベントの場合: イベント.タイプ == pygame.QUITの場合: 実行中 = False # ボールを移動する ball.move_ip(速度) # 壁に跳ね返る ball.left = 800 の場合: 速度.x = -速度.x ball.top = 600 の場合: 速度.y = -速度.y # 画面をクリア screen.fill(白) #ドローボール pygame.draw.ellipse(スクリーン、黒、ボール) # 表示を更新する pygame.display.flip() pygame.quit()

import pygame

# Initialize Pygame
pygame.init()

# Screen setup
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("Bouncing Ball")

# Colors
white = (255, 255, 255)
black = (0, 0, 0)

# Ball setup
ball = pygame.Rect(375, 275, 50, 50)
velocity = pygame.Vector2(4, 4)

# Main game loop
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    # Move ball
    ball.move_ip(velocity)

    # Bounce off walls
    if ball.left = 800:
        velocity.x = -velocity.x
    if ball.top = 600:
        velocity.y = -velocity.y

    # Clear screen
    screen.fill(white)

    # Draw ball
    pygame.draw.ellipse(screen, black, ball)

    # Update display
    pygame.display.flip()

pygame.quit()

3.4 演習

1. 障害物を追加:
   ボールが跳ね返る固定障害物を導入します。
2. ボールの色を変更:
   ボールが壁に当たるたびに色が変わるようにします。

---

クラス 4: サウンドと音楽の操作

4.1 効果音と音楽を追加する

臨場感あふれるゲーム体験を生み出すには、効果音と音楽が不可欠です。 Pygame を使用すると、ゲームにサウンドを簡単に追加できます。

4.1.1 サウンドのロードと再生

Pygame でサウンドを使用するには、まずサウンド ファイルをロードしてから再生する必要があります。

例: 効果音を追加する

pygameをインポート # Pygame と Mixer を初期化する pygame.init() pygame.mixer.init() # 効果音を読み込む bounce_sound = pygame.mixer.Sound("bounce.wav") # 画面設定 screen = pygame.display.set_mode((800, 600)) pygame.display.set_caption("サウンドエフェクト") # 色 白 = (255, 255, 255) 黒 = (0, 0, 0) # ボールのセットアップ ボール = pygame.Rect(375, 275, 50, 50) 速度 = pygame.Vector2(3, 3) # メインゲームループ 実行中 = True 実行中: pygame.event.get() のイベントの場合: イベント.タイプ == pygame.QUITの場合: 実行中 = False # ボールを移動する ball.move_ip(速度) # 壁に反射して音を鳴らす ball.left = 800 の場合: 速度.x = -速度.x bounce_sound.play() # バウンス時にサウンドを再生する ball.top = 600 の場合: 速度.y = -速度.y bounce_sound.play() # 画面をクリア screen.fill(白) #ドローボール pygame.draw.ellipse(スクリーン、黒、ボール) # 表示を更新する pygame.display.flip() pygame.quit()

import pygame

# Initialize Pygame
pygame.init()

# Screen setup
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("Bouncing Ball")

# Colors
white = (255, 255, 255)
black = (0, 0, 0)

# Ball setup
ball = pygame.Rect(375, 275, 50, 50)
velocity = pygame.Vector2(4, 4)

# Main game loop
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    # Move ball
    ball.move_ip(velocity)

    # Bounce off walls
    if ball.left = 800:
        velocity.x = -velocity.x
    if ball.top = 600:
        velocity.y = -velocity.y

    # Clear screen
    screen.fill(white)

    # Draw ball
    pygame.draw.ellipse(screen, black, ball)

    # Update display
    pygame.display.flip()

pygame.quit()

4.1.2 BGM

ゲーム中に連続再生されるBGMを追加することもできます。

例: BGM を追加する

pygameをインポート # Pygame と Mixer を初期化する pygame.init() pygame.mixer.init() # BGM をロードして再生する pygame.mixer.music.load("background_music.mp3") pygame.mixer.music.play(-1) # 無限ループ # 画面設定 screen = pygame.display.set_mode((800, 600)) pygame.display.set_caption("バックグラウンド ミュージック") # 色 白 = (255, 255, 255) 黒 = (0, 0, 0) # メインゲームループ 実行中 = True 実行中: pygame.event.get() のイベントの場合: イベント.タイプ == pygame.QUITの場合: 実行中 = False # 画面をクリア screen.fill(白) # 表示を更新する pygame.display.flip() pygame.quit()

import pygame

# Initialize Pygame
pygame.init()

# Screen setup
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("Bouncing Ball")

# Colors
white = (255, 255, 255)
black = (0, 0, 0)

# Ball setup
ball = pygame.Rect(375, 275, 50, 50)
velocity = pygame.Vector2(4, 4)

# Main game loop
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    # Move ball
    ball.move_ip(velocity)

    # Bounce off walls
    if ball.left = 800:
        velocity.x = -velocity.x
    if ball.top = 600:
        velocity.y = -velocity.y

    # Clear screen
    screen.fill(white)

    # Draw ball
    pygame.draw.ellipse(screen, black, ball)

    # Update display
    pygame.display.flip()

pygame.quit()

4.2 イベントに基づいてサウンドをトリガーする

衝突やプレイヤーのアクションなど、特定のゲーム イベントに基づいて効果音をトリガーできます。

例: サウンドメモリーゲーム

パイソン pygameをインポートする ランダムにインポート # Pygame と Mixer を初期化する pygame.init() pygame.mixer.init() # サウンドをロードする サウンド = [pygame.mixer.Sound(f"sound{i}.wav") for i in range(4)] # 画面設定 screen = pygame.display.set_mode((800, 600)) pygame.display.set_caption("サウンドメモリーゲーム") # 色 白 = (255, 255, 255) 黒 = (0, 0, 0) # ランダムなサウンドシーケンスを生成する sequence = [random.choice(sounds) for _ in range(5)] 現在のステップ = 0 # メインゲームループ 実行中 = True 実行中:

python
import pygame
import random

# Initialize Pygame and Mixer
pygame.init()
pygame.mixer.init()

# Load sounds
sounds = [pygame.mixer.Sound(f"sound{i}.wav") for i in range(4)]

# Screen setup
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("Sound Memory Game")

# Colors
white = (255, 255, 255)
black = (0, 0, 0)

# Generate random sequence of sounds
sequence = [random.choice(sounds) for _ in range(5)]
current_step = 0

# Main game loop
running = True
while running: