プログラミング教師アルゴリズム説明

あなたのプログラミング教師として、Asteroidsゲームのアルゴリズムを詳細に説明します。関数名と、各関数の役割を説明します。コードはまだ書きません。 --- **ゲーム全体の流れ** 1. ゲーム初期化 2. メインループ（更新と描画の繰り返し） 3. プレイヤー操作 4. 衝突判定 5. ゲーム状態管理 --- **関数一覧と説明** ### 1. 初期化関連 - `initGame()` ゲーム全体の初期状態を設定する。プレイヤーの位置、速度、スコア、残機、小惑星の初期配置、画面サイズなどをリセットする。 - `initPlayer()` プレイヤー船の初期位置（画面中央）、向き（上向き）、速度（ゼロ）、回転角度を設定する。 - `initAsteroids(count)` 指定された数（count）の小惑星をランダムな位置、サイズ（大・中・小）、速度、方向で生成する。画面外から出現させ、プレイヤーと重ならないようにする。 - `initBullet()` 弾のリストを空にする。弾の最大数、速度、寿命（フレーム数）を設定する。 ### 2. 更新関連（毎フレーム呼ばれる） - `update(deltaTime)` ゲーム全体の状態を更新する。プレイヤー、弾、小惑星、パーティクル、スコアなどを順に更新する。deltaTimeは前フレームからの経過時間。 - `updatePlayer(deltaTime)` プレイヤーの移動、回転、加速、減速を処理する。キー入力に基づいて速度ベクトルを変更し、位置を更新する。画面端を超えたら反対側から出現させる（ワープ処理）。 - `updateBullets(deltaTime)` 各弾の位置を速度に基づいて更新する。寿命が尽きた弾や画面外に出た弾をリストから削除する。 - `updateAsteroids(deltaTime)` 各小惑星の位置を更新し、画面端を超えたら反対側から出現させる。小惑星同士の衝突は無視する（すり抜ける）。 - `updateParticles(deltaTime)` 爆発や推進時のパーティクルの位置、寿命、透明度を更新する。寿命が尽きたら削除する。 - `updateScore()` スコアを加算する。小惑星を破壊した際にサイズに応じて点数を加える（大=20点、中=50点、小=100点）。 ### 3. 入力処理 - `handleInput()` キーボード入力を検出し、プレイヤーの行動を決定する。左矢印で左回転、右矢印で右回転、上矢印で加速、スペースで弾を発射する。 - `shoot()` 弾を1つ生成し、プレイヤーの現在の向きに発射する。弾の最大数を超えないように制限する。発射間隔（クールダウン）を管理する。 ### 4. 衝突判定 - `checkCollisions()` すべての衝突を検出し、適切な処理を行う。弾と小惑星、プレイヤーと小惑星、プレイヤーと弾（自爆）をチェックする。 - `checkBulletAsteroidCollision()` 各弾と各小惑星の距離を計算し、衝突したら弾を削除し、小惑星を破壊する。破壊された小惑星のサイズに応じて、小さな小惑星を2つ生成する（大→中2つ、中→小2つ、小→何もなし）。 - `checkPlayerAsteroidCollision()` プレイヤーと各小惑星の距離を計算し、衝突したらプレイヤーを破壊し、残機を減らす。残機がゼロならゲームオーバー、そうでなければプレイヤーを再生成する（無敵時間付き）。 ### 5. 描画関連 - `render()` ゲームの全要素を画面に描画する。背景、小惑星、弾、プレイヤー、パーティクル、スコア、残機、ゲームオーバー画面などを順に描画する。 - `drawPlayer()` プレイヤー船を三角形で描画する。現在の向きに合わせて回転させる。無敵時間中は点滅させる。 - `drawAsteroids()` 各小惑星を多角形（不規則な形）で描画する。サイズに応じて大きさを変える。 - `drawBullets()` 各弾を小さな線分または点で描画する。 - `drawParticles()` 各パーティクルを小さな点または線で描画する。透明度を寿命に応じて変化させる。 - `drawHUD()` スコア、残機、現在のレベル（ウェーブ）を画面の上部に表示する。 - `drawGameOver()` ゲームオーバー時に「GAME OVER」の文字と最終スコアを表示する。再スタートの指示も表示する。 ### 6. ゲーム状態管理 - `changeState(newState)` ゲームの状態（タイトル、プレイ中、ゲームオーバー、ポーズ）を切り替える。状態に応じて初期化や描画を切り替える。 - `resetGame()` ゲームを最初からやり直す。スコア、残機、小惑星、プレイヤーをすべて初期化する。 - `nextWave()` 現在のウェーブの小惑星をすべて破壊したら、次のウェーブに進む。小惑星の数を増やし、速度も少し上げる。 ### 7. 補助関数 - `wrapPosition(entity)` エンティティ（プレイヤー、小惑星、弾）の位置が画面外に出た場合、反対側から出現させる。画面の幅と高さを利用する。 - `getRandomAsteroidSize()` 小惑星の初期サイズをランダムに決定する（大・中・小のいずれか）。 - `getRandomDirection()` ランダムな角度（0から2πラジアン）を返す。小惑星の移動方向やパーティクルの放出方向に使う。 - `getDistance(entity1, entity2)` 2つのエンティティ間のユークリッド距離を計算する。衝突判定に使う。 - `isOutOfBounds(entity)` エンティティが画面外にあるかどうかを判定する。弾の削除やワープ処理に使う。 --- **メインループの流れ** ``` while (ゲーム実行中) { handleInput() // 入力を処理 update(deltaTime) // 状態を更新 checkCollisions() // 衝突を判定 render() // 画面を描画 } ``` --- **重要な設計ポイント** - 小惑星は「大→中→小」と分裂し、小を破壊すると完全に消える。 - プレイヤーは慣性があり、加速と減速が滑らか。 - 画面端を超えると反対側から出現する（トーラス状の世界）。 - 無敵時間を設けて、再生成直後の連続衝突を防ぐ。 - 弾には寿命を設定し、無限に発射できないようにする。 --- このアルゴリズムに基づいて、次にコードを書く準備ができます。必要なら、特定の関数の詳細な実装ロジックも説明します。