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DxLibで３Dキャラクターの移動（基本）

カメラの違いによるキャラクター移動操作

このサンプルでは、同じプレイヤー操作を使いながら、カメラの種類によって見え方や操作感がどのように変わるかを確認します。

使用するカメラは次の3種類です。

  • 固定カメラ
  • TPSカメラ
  • OTSカメラ

カメラの種類は CAMERA_MODE で管理しており、CAMERA_FIXED、CAMERA_TPS、CAMERA_OTS の3種類が定義されています。
実行中は Cキー を押すことで、固定カメラ → TPSカメラ → OTSカメラ の順に切り替わります。
サンプルプログラムをクローンして、実行してみてください。
https://github.com/youetsux/radioControlMan

共通のプレイヤー操作

プレイヤーの基本操作は、どのカメラでも共通です。

キー

動作

W

前進

S

後退

A

左回転

D

右回転

C

カメラ切り替え

プレイヤーは Aキー と Dキー でY軸方向に回転します。
その回転角度から、現在の進行方向ベクトル dir_ を計算しています。

float rad = DirectX::XMConvertToRadians(rotY_);dir_ = VGet(sinf(rad), 0.0f, cosf(rad));

Wキー を押すと、進行方向 dir_ に向かって前進します。
Sキー を押すと、進行方向と逆向きに後退します。

pos_ = VAdd(pos_, VScale(dir_, speed_ * dt));

つまり、このサンプルの移動は「カメラの向き」ではなく、「キャラクター自身の向き」を基準にしています。

固定カメラでのラジコン移動操作

固定カメラとは

固定カメラは、カメラの位置と注視点が常に決まっているカメラです。

このサンプルでは、カメラ位置を (0, 10, -10)、注視点を (0, 0, 0) に固定しています。

VECTOR FIXED_POS    = VGet(0.0f, 10.0f, -10.0f);VECTOR FIXED_TARGET = VGet(0.0f, 0.0f, 0.0f);

固定カメラモードでは、プレイヤーが移動してもカメラは動きません。
常に同じ位置からステージを見下ろすような見え方になります。

SetCameraPositionAndTarget_UpVecY(FIXED_POS, FIXED_TARGET);

固定カメラのサンプル動画


ラジコン操作の特徴

固定カメラでは、画面の上方向とキャラクターの前方向が常に一致するとは限りません。

そのため、操作感としてはラジコンに近くなります。

  • Aキー：キャラクターが左に向きを変える
  • Dキー：キャラクターが右に向きを変える
  • Wキー：キャラクターが向いている方向へ進む
  • Sキー：キャラクターが向いている方向の逆へ下がる

例えば、キャラクターが画面手前を向いている状態で Wキー を押すと、画面上では手前方向に移動します。
これは、Wキー が「画面の上へ進む」ではなく、「キャラクターの前へ進む」操作だからです。

固定カメラのメリット

固定カメラは、ステージ全体の位置関係を把握しやすいのが特徴です。

プレイヤーがどこにいてもカメラが動かないため、背景や地形の見え方が安定します。
パズルゲーム、見下ろし型アクション、昔の3Dアドベンチャーゲームなどで使いやすい方式です。

一方で、キャラクターの向きと画面方向がずれるため、慣れるまでは操作が難しく感じることがあります。

TPSカメラによるキャラクター移動

TPSカメラとは

TPSカメラは、キャラクターの後ろから追いかけるカメラです。
TPSは Third Person Shooter、または Third Person View のように、三人称視点のゲームでよく使われます。

このサンプルでは、プレイヤーの進行方向 playerDir の逆方向にカメラを配置しています。
つまり、キャラクターの背後にカメラが来るようになっています。

VECTOR back = VScale(playerDir, -TPS_DISTANCE);VECTOR camPos = VAdd(playerPos, back);camPos.y += TPS_HEIGHT;

カメラの高さは TPS_HEIGHT、キャラクターからの距離は TPS_DISTANCE で調整しています。

float TPS_DISTANCE = 8.0f;float TPS_HEIGHT   = 4.0f;

カメラは、プレイヤーの少し上あたりを見るように設定されています。

VECTOR target = VAdd(playerPos, VGet(0.0f, TPS_HEIGHT * 0.5f, 0.0f));SetCameraPositionAndTarget_UpVecY(camPos, target);

TPSカメラサンプル動画


TPSカメラでの操作感

TPSカメラでは、カメラがキャラクターの後ろに回り込むため、キャラクターの前方向が画面奥方向になりやすくなります。

そのため、Wキー を押したときに「画面の奥へ進む」ように見えます。
固定カメラよりも、プレイヤーの進行方向が直感的に分かりやすくなります。

ただし、このサンプルではカメラがマウス操作で自由に回る方式ではありません。
キャラクターの向きに合わせてカメラが後ろへ回り込む形です。

TPSカメラのメリット

TPSカメラは、キャラクターの進行方向と画面の見え方が一致しやすいため、アクションゲームで使いやすいカメラです。

  • キャラクターの前方が見やすい
  • 移動方向を把握しやすい
  • プレイヤーと周囲の位置関係を見やすい
  • 3Dアクションや探索ゲームに向いている

固定カメラと比べると、キャラクターを中心にした操作感になります。

OTSカメラによるキャラクター移動

OTSカメラとは

OTSカメラは、Over The Shoulder の略で、キャラクターの肩越しに見るカメラです。

TPSカメラと似ていますが、カメラがキャラクターの真後ろではなく、少し右側や左側にずれた位置に置かれます。
このサンプルでは、プレイヤーの後ろに下がりつつ、右方向にオフセットした位置へカメラを配置しています。

VECTOR up = VGet(0.0f, 1.0f, 0.0f);VECTOR right = VNorm(VCross(playerDir, up));VECTOR camPos = playerPos;camPos = VAdd(camPos, VScale(playerDir, -OTS_DISTANCE));camPos = VAdd(camPos, VScale(right, OTS_RIGHT_OFFSET));camPos.y += OTS_HEIGHT;

OTSカメラ用の距離、高さ、横方向のずれは、次の値で設定しています。

float OTS_DISTANCE     = 5.0f;float OTS_HEIGHT       = 2.5f;float OTS_RIGHT_OFFSET = 2.0f;

OTSカメラのサンプル


肩越し視点の作り方

OTSカメラでは、まずプレイヤーの進行方向 playerDir から、右方向ベクトル right を作っています。

VECTOR right = VNorm(VCross(playerDir, up));

その後、カメラ位置を次のように調整しています。

  1. プレイヤー位置を基準にする
  2. プレイヤーの後ろに下げる
  3. 右方向にずらす
  4. 高さを加える

これにより、キャラクターの背後やや右側から見る「肩越し視点」になります。

さらに、注視点も少し左側にずらしています。
これにより、キャラクターが画面の中央に完全に重なるのではなく、少し横に寄った構図になります。

VECTOR target = playerPos;target = VAdd(target, VScale(right, -OTS_RIGHT_OFFSET * 0.5f));target.y += OTS_HEIGHT * 0.5f;

OTSカメラでの操作感

OTSカメラでは、キャラクターの近くから肩越しに前方を見るため、プレイヤーの視点に近い感覚になります。

TPSカメラよりもキャラクターに近いため、前方の対象物や敵を狙うようなゲームに向いています。

  • シューティング
  • アクション
  • ホラーゲーム
  • 近距離でキャラクターを見せたいゲーム

などでよく使われます。

一方で、カメラがキャラクターに近いため、周囲全体の状況はTPSカメラより少し見づらくなります。

3種類のカメラの比較

カメラ

カメラの位置

操作感

向いているゲーム

固定カメラ

常に固定位置

ラジコン操作に近い

パズル、見下ろし型、固定画面アクション

TPSカメラ

キャラクターの後ろ

進行方向が分かりやすい

3Dアクション、探索ゲーム

OTSカメラ

キャラクターの肩越し

狙う・見る感覚が強い

TPS、ホラー、アクションシューティング

プログラム全体の流れ

このサンプルでは、プレイヤーの Update() の最後で、プレイヤーの現在位置 pos_ と進行方向 dir_ をカメラに渡しています。

Camera::Update(pos_, dir_);

カメラ側では、その位置と向きを使って、現在のカメラモードに応じたカメラ位置を計算しています。

つまり、処理の流れは次のようになります。

  1. キー入力を確認する
  2. プレイヤーの回転角度を更新する
  3. 回転角度から進行方向 dir_ を作る
  4. W / S キーでプレイヤー位置を移動する
  5. プレイヤーの位置と向きをモデルに反映する
  6. プレイヤーの位置と進行方向をカメラに渡す
  7. カメラモードに応じてカメラ位置を更新する

まとめ

固定カメラ、TPSカメラ、OTSカメラは、同じキャラクター移動を使っていても、プレイヤーに与える操作感が大きく変わります。固定カメラでは、カメラが動かないため、キャラクター自身の向きに合わせて操作するラジコン操作になります。TPSカメラでは、カメラがキャラクターの後ろに回り込むため、進行方向が分かりやすく、3Dアクション向きの操作感になります。OTSカメラでは、キャラクターの肩越しから見ることで、狙う・注視する感覚が強くなり、シューティングやホラーゲームのような演出に向いています。

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