doc.17 の履歴(No.3)

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  • 1 (2023-04-17 (月) 16:02:49)
  • 2 (2023-04-17 (月) 18:48:27)
  • 3 (2023-04-17 (月) 21:00:09)
  • 4 (2023-04-17 (月) 21:00:09)
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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);
	}
}

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ーグです。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です。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も遅くしチャタリングも解決しています。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。

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;
  }

実行画面†

• github
  

それぞれのボタンを押したときの特徴です。

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

履歴†

• 2023/04/17
• 2008/07/06