doc.17

ボタン入力の応用†

ボタン入力を取得すること自体はとても簡単です。ところが実際のゲームに使うとなると、気をつけなくてはいけないことや、テクニックがいくつかあります。たとえば以下のソースコードはやってはいけない例の１つです。これにはチャタリングの問題が絡んでいます。

int main()
{
	for(;;)
	{
		u16 key = *(volatile u16*)0x4000130;
 		TRACE("KEY: %x\n", key);
	}
}

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チャタリングとは†

信号線はデジタルでも、ボタンを押す強さそのものは~~ぴよこ~~アナログです。したがって、ボタンを押している/押していないの間の「中間の状態」が必ず存在することになります。その「中間の状態」がどういう波形になるかというと、細かい話を抜きにしておおざっぱに書けばこうです。

　OFF ───┐┌┐┌┐┌┐┌┐┌┐
　ON  　　　└┘└┘└┘└┘└┘└───

人間の指は、ボタンの状態を瞬間的に「ON/OFF」に出来るほど強靭なものではないため、ボタンを押したごく一瞬にも「中間の状態」が発生してしまいます。ウェイト処理を入れずに連続してキーセンスを読んだ場合(大抵はμsec～nsec単位)、この波形を読む事により誤動作を起こすわけです。この現象がチャタリングと呼ばれています。そこでVBLANK期間中（1/60秒間隔）に1回だけ呼び出すことで、その分キーセンスを読みに行く間隔を遅くします。つまり「押した、押さない」という入力は最大30回までの認識になるということです。

int main()
{
	IrqInit();

	for(;;)
	{
		VBlankIntrWait();

		u16 key = *(volatile u16*)0x4000130;
		TRACE("KEY: %x\n", key);
	}
}

また「メインループの初めにボタン状態を取得しておき、以後のキー入力チェック処理（自機移動など）では、その取得した値を参照する」ようにします。理由は、「必要になったそのつど入出力を読みに行っていたのでは、連続で読むような構造の場合に、短い間隔で読んでいる事と同じ」になってしまうためです。キーセンスは「必要最低限の間隔で一気に」読む事が重要です。

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さらなる改良†

さらにゲームに特化した場合、モジュール化を進めるのが得策です。以下に自分の使っているライブラリを表します。

main.c

#include "lib/gba.h"
#include "bg.h"
#include "irq.arm.h"
#include "key.h"

//---------------------------------------------------------------------------
int main(void)
{
	REG_WSCNT = 0x4317;

	BgInit();
	IrqInit();
	KeyInit();

	char str[32];

	for(;;)
	{
	    VBlankIntrWait();

		KeyExec();

		_Sprintf(str, "cnt:[%04x]", KeyGetCnt());
		BgAsciiDrawStr(0, 0, str);

		_Sprintf(str, "trg:[%04x]", KeyGetTrg());
		BgAsciiDrawStr(0, 1, str);

		_Sprintf(str, "off:[%04x]", KeyGetOff());
		BgAsciiDrawStr(0, 2, str);

		_Sprintf(str, "rep:[%04x]", KeyGetRep());
		BgAsciiDrawStr(0, 3, str);
	}
}

key.h

#ifndef KEY_H
#define KEY_H
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

#include "lib/gba.h"

//---------------------------------------------------------------------------
#define KEY_REPEAT_CNT		10


//---------------------------------------------------------------------------
typedef struct {
	u16 cnt;					// 現在のキー
	u16 trg;					// 押されたキー
	u16 off;					// 離されたキー
	u16 rep;					// リピートキー
	s16 repCnt;					// リピートカウント
} ST_KEY;


//---------------------------------------------------------------------------
EWRAM_CODE void KeyInit(void);
IWRAM_CODE void KeyExec(void);

IWRAM_CODE u32  KeyGetCnt(void);
IWRAM_CODE u32  KeyGetTrg(void);
IWRAM_CODE u32  KeyGetOff(void);
IWRAM_CODE u32  KeyGetRep(void);


#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

key.c

#include "key.h"

//---------------------------------------------------------------------------
ST_KEY Key;


//---------------------------------------------------------------------------
EWRAM_CODE void KeyInit(void)
{
	_Memset(&Key, 0x00, sizeof(ST_KEY));
}
//---------------------------------------------------------------------------
// vblank中に1回だけ呼び出します（チャタリング防止）
IWRAM_CODE void KeyExec(void)
{
	u16 cnt = REG_KEYINPUT;

	cnt     = ~cnt & 0x3ff;
	Key.trg = (Key.trg ^ cnt) & ~Key.cnt;
	Key.off = Key.off ^ (~cnt & Key.cnt);
	Key.cnt = cnt;


	// キーリピート
	if(Key.trg & DPAD || Key.repCnt == 0)
	{
		Key.rep = Key.cnt;
		Key.repCnt = KEY_REPEAT_CNT;
	}
	else
	{
		Key.rep = 0;
	}

	if(Key.cnt & DPAD)
	{
		if(Key.repCnt != 0) Key.repCnt--;
	}
	else
	{
		Key.repCnt = 0;
	}
}
//---------------------------------------------------------------------------
// 現在押されているボタン
IWRAM_CODE u32 KeyGetCnt(void)
{
	return Key.cnt;
}
//---------------------------------------------------------------------------
// 押された時のボタン
IWRAM_CODE u32 KeyGetTrg(void)
{
	return Key.trg;
}
//---------------------------------------------------------------------------
// 離された時のボタン
IWRAM_CODE u32 KeyGetOff(void)
{
	return Key.off;
}
//---------------------------------------------------------------------------
// キーリピートのボタン。十字キーのみ対応
IWRAM_CODE u32 KeyGetRep(void)
{
	return Key.rep;
}

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実行画面†

それぞれのボタンを押したときの特徴です。

Key.cnt	現在、押されているボタンを格納する。
Key.trg	押された時だけのボタンを格納する。押しつづけているボタンは格納しない。
Key.off	離された時だけのボタンを格納する。もう一度「離されたボタン」を押さない限り保持する。
Key.rep	十字キーのみ対応。押されているボタンをウェイトを挟んで格納する。

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出典元†

M-KAIさんの「Witchシューティングゲーム制作記帳」
正直日記さん

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履歴†

2023/04/17
2008/07/06

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