先日iphone_dev_jp 東京iPhone/Mac勉強会で発表してきた時の資料です。 Win/OSX/iOSで動かすために、色々揃っているライブラリをすべて無視してC++の標準ライブラリ＋αでアプリを作る『マゾプログラミング的制作手法』についてうんたらかんたら。

1. どこでも動くゲームを作るための
ベタープラクティス
西山信行
5mingame2

2. C++初心者で～
ゲームを作るのが大好き☆プログラマ
続きはWebで (「でらうま」で検索)

3. 「こないだサターンでゲーム作ったんだ
けどさ…」「オレ持ってんのプレステな
んだよね」

4. ハイドライド(1984) テグザー(1985)
PC-8801 PC-8001mkIISR
X1/turbo PC-8801
FM7/77/77AV X1
MZ-2000/2200/2500 FM-7/77/77AV
MSX MSX2 ファミリーコンピュータ
PC-6001MkII MZ-2500
PC-9801U/F PC-9801
ファミリーコンピュータ MSX
PC/AT(PC-DOS)
AppleIIGS
Macintosh

5. Unity! WebGL! etc,etc…

6. Unity! WebGL! etc,etc…
今はやりの技術を使えばボクにも実現可能！
どうやら結論が出たようですね…

7. 違います！

8. 違います！
そういう正攻法じゃ満足できないんです…
今日集まってくれたみなさんも、もうちょっと
マゾいと信じています

9. OpenGL + OpenAL + C++

10. OpenGL + OpenAL + C++
• OpenGLは今やもっとも幅広く使える描画実装
Windows/OSX/iOS/Linux/Android/ゲーム専用機…
• OpenALもそれに近い
Windows/OSX/iOS/Linux/Android…
• C++はCPUに近い言語なので実行速度的に有利
(と思う)
• C、C++にもオープンソースの優秀なライブラ
リが多数存在する

11. OpenGL + OpenAL + C++
• そして…OpenGLはMESAというソースの公開さ
れた実装が存在する

12. 予告内容
• 用意するもの～
• 実装のコツ～
• ハマった点
時間があれば…
• デバッグ手法
• 最適化

13. じゃあ始めましょうか！
• Windows
VisualStudio2010
• OSX/iOS
Xcode最新版
• Linux
ターミナル
どの環境でもC++の標準ライブラリが使えます

14. じゃあ始めましょうか！
あと、こんだけ準備して。
• glut
• OpenAL
• zlib
• libpng
• Freetype
• FTGL
• FTGLES
• picojson

15. じゃあ始めましょうか！
• Xcodeではデバッグビルド設定の「プリプロセッ
サ」に「_DEBUG」を追加しておく
#ifdef _DEBUG
/* デバッグ時の実装 */
#endif
• iOSでのビルド設定「Compress PNG Files」はオ
フっておいてね！ぜったいだよ！

16. コード書くよ。
• ソースの文字コードはUTF-8 BOMあり
• しかもVS2010では
printf(“ほげほげ”); がcp932に勝手に変換され
る(怒) ので #pragma
execution_character_set(“utf-8”)
で回避
• プログラムからテキストデータを読み込む場合は
UTF-8で用意

17. 今回決めたたったひとつのルール
• ゲーム本体を.cppに書
かないで全てヘッダフ
ァイルに書く
• 僕はコード編集は専ら
emacsなので問題な
いです
• ファイルを追加しても
プロジェクトを触らな
くてイイ！

18. こんな感じになってます
#include “app.hpp“ // 芋づる式に18000行程度読み込まれる
App *app;
int main(int argc, char **argv)
{
glutInit(&argc, argv);
app = new App(/* 引数いろいろ */);
/* 初期化いろいろ */
glutMainLoop();
}

19. 表示のコールバック
void displayCallback()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
app->update();
glutSwapBuffers();
}

20. 入力のコールバック
void mouseCallBack(const int button, const int state, const
int x, const int y)
{
app->mouse.input(/* 引数いろいろ */);
}
void keyPushCallback(const u_char key, const int x, const
int y)
{
app->key.input(/*引数いろいろ */);
}

21. それがiOSだと？
#include "app.hpp"
App *app;
- (void)awakeFromNib
{
/* いろいろ初期化 */
app = new App(/*引数いろいろ */);
}
ちなみにソースのファイル名を
ViewController.mm
にしないとC++のコードを混在させられないので注意！

22. - (void)drawFrame
{
[(EAGLView *)self.view setFramebuffer];
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
app->update();
[(EAGLView *)self.view presentFramebuffer];
}

23. タッチ入力はこうします
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent
*)event
{
app->mouse.input(/* 引数いろいろ */);
}

24. OpenGL → OpenGL ES 1.1
#if (TARGET_OS_IPHONE)
typedef GLfloat GLdouble;
#define glFrustum(left, right, bottom, top, znear, zfar)
glFrustumf(left, right, bottom, top, znear, zfar)
#define glOrtho(left, right, bottom, top, znear, zfar)
glOrthof(left, right, bottom, top, znear, zfar)
#define glFogi(pname, param) glFogx(pname, param)
#endif

25. OpenGL → OpenGL ES 1.1
さすがに gluUnProject() とか gluProject()
とか… glu系は実装されてない…
MESAの出番！
ソースが公開されているのでそれを見ながら自
分で実装

26. いったんまとめ
• 文字コード問題はだいたい収束
• ゲーム本体を１つのクラスと見立て、その内
部をだいたいどんなコンパイラでも通るよう
にお上品に書く。
• そのクラスを操作する箇所で入力とかセーブ
とか画面の回転とか…環境依存な処理を行え
ばよい。
• ちょっとした工夫でOpenGLとOpenGL ESの差
異は充分吸収できる

27. バラバラな解像度をひとつにまとめる

28. バラバラな解像度をひとつにまとめる
• Windows/OSX/Linuxでは、「縦横非固定モー
ド」を実装
• 初期サイズを960x640と決め、それより狭
かった場合には起動時に調整するみたいな。

29. バラバラな解像度をひとつにまとめる
• iOSは320x480～1536x2048と、多種多様な解
像度が存在するので「見た目固定モード」を
実装

30. バラバラな解像度をひとつにまとめる
• カメラは２つ用意
3D
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glFrustum(width, -width, -height, height, nearZ, farZ);
2D
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glOrtho(-width / 2.0, width / 2.0, height / 2.0, -height /
2.0, -1.0, 1.0);

31. バラバラな解像度をひとつにまとめる
• iPhone3GSは2Dのスケーリングを調整して見
た目をiPhone4とあわせる
• 新しいiPadも同じように調整すれば対応でき
る
width *= 0.5;
height *= 0.5;
glOrtho(-width / 2.0, width / 2.0, height / 2.0, -height /
2.0, -1.0, 1.0);

32. 結局UIView
iOSの画面回転でメニューの表示が崩れるのは、
UIViewみたく「画面端基準」を自力で実装して
切り抜けた

33. そろそろ音周りも聞きたい！

34. そろそろ音周りも聞きたい！
• OpenALのサンプル通りに書いたら問題ないで
す
• 自分はwav形式のデータを自力で読み込み、
OpenALに渡してます
• ストリーミング関連よくわかんない

35. 可搬性≒テキストファイル

36. 可搬性≒テキストファイル
• GEOSPOTのセーブデータはすべての動作環境
で互換性がある
• バイナリデータだと、とにかく環境依存に
なってしまう。たとえばlong型。OSXのx64は
8バイト。それ以外だと４バイト。
• 人間が読み書きできるので修正も楽

37. 可搬性≒テキストファイル
• XML…ちょっと自分には読み書きできない
• JSON…素晴らしい！

38. 可搬性≒テキストファイル
リプレイデータもプレイ内容をテキストで書き
出しているだけ
-21.16 1333466611
0.017 0.156676 -0.807913 -0.247557 0.511317 1955.81 0 0 0 0
0.0503333 0.156676 -0.807913 -0.247557 0.511317 1955.81 0 0
0 0
0.0836667 0.156676 -0.807913 -0.247557 0.511317 1955.81 0 0
0 0
0.100667 0.156676 -0.807913 -0.247557 0.511317 1955.81 0 0 0
0

39. ファイルはどこから読み込むの？

40. ファイルはどこから読み込むの？
Windows/Linuxの場合
実行ファイルがある場所がカレント
std::string path = “”;
read(path + “devdata/hoge.png”);

41. ファイルはどこから読み込むの？
OSXの場合
起動時に場所を取得
CFBundleRef mainBundle = CFBundleGetMainBundle();
CFURLRef resourcesURL =
CFBundleCopyResourcesDirectoryURL(mainBundle);
char str[PATH_MAX];
CFURLGetFileSystemRepresentation(resourcesURL, TRUE, (UInt8
*)str, PATH_MAX);
std::string path = std::string(str) + std::string(“/”);
read(path + “devdata/hoge.png”);

42. ファイルはどこから読み込むの？
iOSの場合
起動時に場所を取得
std::string path = [[[NSBundle mainBundle] resourcePath]
UTF8String] + std::string("/");
read(path + “devdata/hoge.png”);

43. ファイルに関してのまとめ
• プログラムの開始時、OS別に読み込み時のパ
スと書き出し時のパスを取得しておく
• iOSも、C++の標準ライブラリ関数を使った
ファイルの読み書きができる
fstream >> value;
こういうファイル読み込みでいける

44. まさかの：乱数でハマった

45. まさかの：乱数でハマった
GEOSPOTではクイズの出題順序をランダムに
シャッフルしているのだが…デモプレイが環境
によって違う！
どうも、Widnowsとその他でrand()の実装が違
うっぽい？

46. まさかの：乱数でハマった
これは std::tr1::random を使う事で解決！
ただし…初期化時の引数はこうしとく
unsigned long seed = time(0) & 0x7fffffff;
OSXのx64はlongが８バイト、その他は4バイトなの
が原因で初期値が変わってしまうのを防ぐ

47. タイマー処理
60FPSで動かない場合でも、ゲーム内の時間経過
を正確に行うためにタイマーを使って時間を計
測してます
Windows
• timeGetTime() ←精度が悪い(T T)
それ以外
• gettimeofday() ←最高！

48. ここまでのまとめ
• ファイルパスや型のサイズなど、実行環境の
違いを吸収する必要のあるもの、必要ないも
のを切り分けておけば怖くない！
• 週一くらいの間隔でよいので他の環境でもビ
ルドが通るかの確認は怠らない。

49. もしかして：時間切れ？
デバッグ手法と最適化に関してはまた次の機会
にでも～

50. いまその瞬間のCPU

51. いまその瞬間のCPU
• VisualStudioもXcodeもデバッガが非常によ
くできているので困る事はない。
• でもやっぱりプログラムからコンソールに文
字を出力するのは手軽で便利

52. いまその瞬間のCPU
C++だとこう書きます
cout << “ほげほげ” << endl;

53. いまその瞬間のCPU
だがしかしWindowsでは出力されないのであった…！
class DbgStreambuf : public std::streambuf {
std::vector<char> str_;
public:
int_type overflow(int_type c = EOF) {
str_.push_back(c);
return c;
}
int sync() {
str_.push_back('0'); // 念のため
OutputDebugString(&str_[0]);
str_.clear();
return 0;
}
};

54. いまその瞬間のCPU
だがしかしWindowsでは出力されないのであった…！
Class Os {
DbgStreambuf dbgStream_;
std::streambuf *stream_;
public:
Os() {
stream_ = std::cout.rdbuf(&dbgStream_);
}
~Os() {
std::cout.rdbuf(stream_);
}
};

55. いまその瞬間のCPU
だがしかしWindowsでは出力されないのであった…！
int main() {
Os os;
cout << “ほげほげ” << endl;
return 0;
}

56. いまその瞬間のCPU
リリースビルドでcoutを一網打尽
#ifdef _DEBUG
DOUT std::cout
#else
DOUT 0 && std::cout
#endif
DOUT << “ほげぴよ” << endl;

57. 最適化は機械任せ☆

58. 最適化は機械任せ☆
XcodeのInstrumentsやOpenGL ES Performance
Devectiveで計測すれば処理負荷の大きい場所が
特定できる。

59. 最適化は機械任せ☆
GEOSPOTではCPUのコードは3GSでも120FPS超えて
るので、まったく最適化作業を行ってないてへ
ぺろ。
OpenGL ESは分析結果に「VBOとPVRTCテクスチャ
を使えばいいよ」と出たのでそうしたら、だい
たい60FPSになったが…iPhone4が一番重い。

60. 終わりです
この場を与えてくださった岸川さんを始めお手
伝いの方々、今日ここに来てくださった皆さん、
聞いてくださったすべての人たちに感謝！