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Na-7

Author:Na-7
SE(システムエンジニア)として約15年間システム系ソフト会社を勤めあげ、2008年3月退社。現在、ゲーム制作会社設立を目指して活動中。


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DATE: CATEGORY:3Dテストプログラム開発

3Dテストプログラムデモ「森のくまさん」バージョン
動画編集ソフトによって、動画と音声のタイミングを合わせている。



◎ついに完成!

3Dテストプログラムのデモ「森のくまさん」バージョンがついに完成しました!
ラストシーンもばっちり決めた自信作です。ぜひご覧ください!



◎プログラムについて

メインキャラのモーションの切り替わりが不自然だったので、少し緩和しました。
…そもそも動画じゃよく分からないですね。PCだと高画質なので細かい所が目に付くんですけど。

モーションやフロントダンサーパターンを追加しました。フロントダンサーが右側だけ出てこないのは、逆光で凄く恐い顔になるからです。(顔の下からライトを当てた感じ(^^;)

ラストシーンでは、アルファブレンドを使ってもう一体を浮かび上がらせています。
一度やってみたかったんですが、予想以上に綺麗にはまって自分でもビックリ!(笑)



◎動画の音ズレ

動画をキャプチャするとどうしても音ズレするので、Windowsムービーメーカーで再編集しました。
少しでもズレるとラストシーンが台無しになるので、1フレーム単位で合わせてます(笑)



◎というわけで

動画の感想よろしくお願いします。
デモはもう一本作る予定なので、もしリクエストなどありましたら合わせてどうぞ。

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DATE: CATEGORY:3Dテストプログラム開発

RokDeBone2のテクスチャアニメーションによるウインク。
.Xファイルには対応していないらしく、このままではXNA上でウインクしない。
--------------------

◎キメポーズ第二弾

キメポーズ第一弾は「森のくまさん」の曲調と合わないようなので、第一弾は次回に取っておくこととし、キメポーズ第二弾を作りました。

以前頂いたキメポーズ&ウインクのリクエストが、ようやく実現しました。いかがでしょうか?



◎意外な難題

まばたきが出来ればウインクなど朝飯前…と言いたかったのですが、実は苦戦しまくりでした。原因はコレです。

RokDeBone2サンプルデータ顔画像
[RokDeBone2サンプルデータ顔画像(原画)]

左半分の顔画像が左右兼用となっているため、単純に画像を差し替えると、両目とも瞑ってしまうのです。

これは元の3Dモデルの仕様なので、この問題を解決するためには、元の3Dモデルを入手して改造する必要があります。

最初は「3Dモデル作者にお願いしてデータを貰うしかないかなぁ」と思っていたのですが、RokDeBone2の「連番MQO出力機能」でメタセコイア用3Dモデルデータを生成できることに気付きました。
(モーション各フレーム毎の3Dモデルを連番で出力するパワフルな機能w)



◎メタセコイア奮闘記

メタセコイアは、これまでデータ変換用に使っていましたが、3Dモデル編集は殆ど未知の領域。
でも触ってみると、メニューやパネルの表記はかなり洗練されていて、「この機能で何が出来るのか?」が何となくわかるようになっています。「さすが定番ソフトは違うな~」と感心しました。

しかし、今回の3Dモデルが「どうやって顔画像を左右兼用にしているのか?」はなかなか解明できません。最初は「対象」機能か「鏡面」機能が怪しいと思ったのですが、結局どちらも違うような…?

いろいろ試行錯誤しているうちに、顔半分を新しい材質で塗り潰すと別の画像で上書き出来ることが判明。3Dモデルを改造しました。



◎泥沼

ここで検証。
右目を開けた画像&左目を閉じた画像の3DモデルをXNAに取り込み、片方の画像を差し替えると…両目とも変化しました。ガーン!これじゃ今までと同じだ~!

恐らく、1モデルに複数の画像を持たせた場合は、従来の差し替え方法では駄目なのでしょう。
HLSLで出来ないかとネットを調べたものの、なかなか見つかりません。
結局、この方法は可能か否かすら確認できず、別の方法を探ることにしました。



◎今度はRokDeBone2

XNAで画像差し替えが出来ないなら、ツールに頼ろうと、RokDeBone2のテクスチャアニメーション機能を利用して作ってみました。(動画参照)

でもこれ、XNAに取り込むと、ウインクしないんです。DirectXビュワーもダメ。またしてもガーン!

.Xファイル内を検索すると、アニメ用の追加画像は存在しませんでした。この機能は、どうやら.Xファイルには対応していないようです。折角作ったのに~!


RokDeBone2には、他にもスイッチアニメーション機能があります。オブジェクト単位に表示をオンオフすることによってアニメーションするものです。

メタセコイアで顔オブジェクトを左右に分けて試してみましたが、RokDeBone2上ではアニメーションするのに、.Xファイルには対応していないようです。最新バージョン5.0.0.6に入れ替えてもダメ。がっくし…。



◎最後の手段

ここまでやってダメだったので、諦めて「ごめんなさい記事」を書き始めたら、最初にやめた案が残っていることに気付きました。

顔を左右に分けるのではなく、顔全体を初期化した材質(画像)で塗り潰す方法です。(顔表面の再作成)

実は最初にちょっと試したのですが、顔の位置も大きさもズレまくりで、補正には職人的作業を伴う上に画質が落ちるのでやめました。

しかしもう他に方法はありません。修正と表示確認を延々続けて最終的に出来上がった画像がコレです。

RokDeBone2サンプルデータ新顔画像
[新顔画像]

顔の位置と大きさがポイントなんですよ!(笑)
(横1.45倍、縦1.35倍)

この画像と新3Dモデルの組み合わせで、ようやくXNA上でウインクが実現できるようになりました。
心配していた拡大に伴う画質の劣化ですが、実際にXNAで見てもあまり遜色ないようです。やったね!v(^^



◎さいごに

それにしても、ウインク1つにここまでかかるとは…
まぁ最後は出来たので良しとしましょう。力技だけど。w

ようやくキメポーズも確定したので、次回は「デモ:森のくまさんバージョン」完成予定です。お楽しみに!

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DATE: CATEGORY:3Dテストプログラム開発


3Dテストプログラム開発中の画面
フロントダンサーが追加された。途中から登場する。



◎これ何て言うの?

画面の手前片隅でちょこちょこ動き回るキャラ。
日本のTVアニメでよく見かける手法ですが、名称を知らないので、とりあえずフロントダンサーと名付けました(笑)

もっと小さなミニキャラにするつもりだったんですが、動画にするとわからなくなるので大きくしました。

いかがでしょう?苦労した甲斐はありましたか?



◎マルムダです

実はこれ、バックダンサーよりも先に作ろうとしてました。簡単そうだったので。

しかしいざ作ろうとしたら、ACLはカメラを複数持てないようなので、3Dは諦めて2Dで実装することにしました。

ビデオから2D画像に落とし、2Dアニメを実装してから、ACLでもカメラを複数持てることが判明しました。

最初の実験では、同じキャラを複数使い回していたので、エフェクトが干渉してカメラ情報が上書きされていたのに気付かなかったんです。

というわけで、わざわざ作った2Dアニメはマルムダです。シクシク(;_;



◎技術情報

2Dアニメを実装する時に問題となったのが、2D(画像や文字)よりも3Dアニメが必ず手前に表示されてしまうこと。

XNA標準3Dモデルの場合は、描画の順番や奥行き指定パラメータで調整できるのですが、ACLのデフォルトではどちらも不可。これを解決する技術情報はコチラ

結局今回は2D使わなくなったのですが、普通はスコアやメッセージ、外枠など常に手前に表示したいものがあるので、必須テクニックと言えるでしょう。



◎ファイル操作

これまでデモデータはプログラムに保持していたのですが、フロントダンサー実装にあたり、デモデータをファイルからロードするように変更しました。

XNAでは、XMLファイルの入出力が簡単に出来ます。
それで一度はXMLで実装したものの、結局独自形式に作り直しました。
やっぱメモ帳とかでガリガリ書き換えやすい方がいい(笑)

しかしXNAのマニュアルはXMLシリアル化ばかりで、それ以外の方法がわかりません。
そもそもシリアル化って何のためにするのでしょう?
国内PC&入力オンリーなので必要性が感じられず、今の所シリアル化せずに放置。
…いずれ問題にならなきゃいいけど(^^;

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3Dテストプログラム用に製作したキメポーズ。
最後は猫耳娘がおやすみするイメージ。



◎掲示板新設しました

ゲームを1本仕上げるまではいらないだろうと思っていたのですが、前回記事のコメントのことがありましたので、掲示板を新設しました。
右側リンクコーナーの「Na-7 掲示板」から入れます。

今後は、ホームページのコンテンツ(記事や作品)に関する感想、意見、質問等は掲示板をご利用ください。
ブログの記事に関しては、従来通りブログのコメントにお願いします。



◎ライト暫定処置

スポットライトはまだ先になりそうなので、暫定処置として、カメラの移動と共にデフォルトライトを移動させました。とりあえず明るくなりました。

…暫定処置って、最終処置になりやすいですよね。(爆)



◎キメポーズ

キメポーズ作ってみましたが…どうですかねぇ?
なんか微妙な感じで、いいんだか悪いんだか…(汗)

モーション作成はそこそこ慣れてきたんですけど、ここから先はセンスの問題なんでしょうね。厳しいなぁ…。

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3Dテストプログラム開発中の画面
バックダンサーが追加された。
動画の都合により、画面と音楽は若干ずれている。



◎逃避行動

ライトが行き詰ってきたので、またまた保留にして出来ることからやります。
…と言っても、残りの技術課題はライトだけなので、あとは調整って感じなんですけどね。



◎オートモードとデモ

オートモードは自由度の高い振り付けです。小さな子供が楽しくて無邪気にはしゃいでるイメージですね。

オートモードは既に実装済みですが、これとは別に、デモを作り始めました。

デモは曲のテンポと合わせて踊るように調整したのですが、動画だと判りにくいのが残念ですね。
その他に、バックダンサーやキメポーズを付ける予定です。



◎バックダンサー追加

というわけで、バックダンサー付けました。
さらに、登場シーンも凝ってみました(笑)

いかがでしょう?結構いい感じじゃないですか?



◎デモの振り付けは?

振り付けを固定にするとダンスとしての完成度は上がりますが、2回以上見ると飽きやすくなるので悩みどころです。

一般的なデモ動画は、普通1回しか見ないので完成度優先なんでしょうけど、このプログラムは画面が毎回変わるので2回以上見る可能性が高いと思います。

完成度を取るか、意外性を取るか…
どっちがいいですかねぇ?

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HLSLの適用
RenderMonkeyで生成したエフェクトファイル(HLSL)をXNA上の3Dモデルに適用した画面。
全身真赤だが、影は付いている。



◎RenderMonkeyを試してみる

こちらの記事を参考に、RenderMonkeyで拡散反射ライティングをやってみました。

記事のバージョン(V1.0?)と現在のバージョン(V1.8)で操作等が若干異なりますが、さほど問題にはならない程度です。

ちなみに、この人はFX Composerの記事も書いてくれていますが、そちらはバージョンによる違いが激しくてよくわかりませんでした。



◎XNA上で適用する

RenderMonkeyで作成した拡散反射ライティングをエクスポートし、XNA上の3Dモデルに適用しました。(冒頭図参照)

これで一応エフェクトファイルが適用できるようになったと思ったのですが…甘かったですね。(--;



◎元色を取得できない?

キャラが全身真赤になってしまうのは、元の色を赤で塗り潰しているからです。
(ちなみに、赤を半透明にすると、キャラが赤いまま薄くなり、最後はキャラが消えます(笑))

赤を強制的に上書きするのではなく、元の色と調整しながら赤を強めていけばライトっぽくなると思います。そのためには、元の色の情報が必要です。

そこで、元の色を取得してそのまま塗り潰すように変更したら…全身真白になりました。何故~!
元のキャラに戻ると思ったのに…。



◎重大な問題

色の問題はとりあえず置いといて、先にACL上でエフェクト適用出来るか確認しようとしたら…赤でもなく白でもなく、プログラムが落ちましたとさ。「…ハァ?」

…で、いろいろ調べた結果、ACLの仕様制限であることが判明しました。
ACL2.0チュートリアルのソース内に「very important」ってコメントで書いてあったのですが、英語なんで思いっきりスルーしてました(^_^;

英語には自信が無いので断定は出来ませんが、どうやら追加エフェクトファイルにはスキン情報が必要らしいです。
少なくとも、ACLがエフェクト情報の一部を管理しているのは間違いありません。追加エフェクトは、ACLとバッティングしないよう注意する必要がありそうです。

しかし弱ったなぁ…このキャラはスキン情報を.Xファイルに内蔵していて、.FXファイルが存在しません。スキン情報を持った.FXファイルかぁ…。



◎というわけで

「.Xファイルのエフェクト部分を抽出して.FXファイルを生成するツール」を探しています。
もし知っている人がいたら是非教えてください。
(ちなみに、メタセコイア、RokDeBone2、FX Composer、RenderMonkeyはダメでした)

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FXComposer
FXComposer2.5
NVIDIA社のシェーダプログラミング開発環境。
スポットライトは簡単に配置できるが、これをHLSLコードに変換する方法は不明。



◎どうしたもんだかHLSL

DirectX9には「D3DLIGHT9構造体」と「SetLight関数」があって、これを使うとスポットライトが出来るらしいのですが、XNAからDirectXを直接操作する方法は不明です。(やると誤動作するかも?)

というわけで、XNA標準エフェクトを超える場合は、HLSLで実装するのが一般的らしいのですが…以前書いたように、一筋縄ではいかないんですね、これが。

言語仕様は単純そうなんですが、それよりも「要求を実現するためには、何をすればいいか」がさっぱりです。3Dの基礎を知らずに踏み込める領域じゃないんでしょうね~。

ネットや地元の本屋など探してみましたが、私が理解できそうなものは見つかりませんでした。



◎FX Composerを試してみる

何か取っ掛かりが欲しくて、FX Composerを試してみました。似たようなツールに「Render Monkey」がありますが、サブPCのグラフィックカードがたまたまGeForce FXだったので、こちらにしました。

スポットライトが簡単に配置出来たので、「あとはこのスポットライトをHLSLに変換してくれればOK」と思ったのですが、その方法が分かりません。

ネットで調べると「FX Composerは、先にコードを記述して、そのエフェクトのかかり具合を目で確認するツール」のようなことが書かれてました。本当でしょうか?
FX Composerに関する情報はわりと多いのですが、バージョンによる変化が激しいようで、いまいち確信が持てません。マニュアルも英語だし…うーん。。。

ちなみに、.Xファイルをインポートする機能はありますが、RokDeBone2サンプルデータを読み込んだらエラーになりました。まぁこれは.Xファイルのテンプレートの問題かもしれません。



◎mental millを試してみる

FX Composerが行き詰まってしまったので、付属の「mental mill」を試してみました。こちらはGUIベースでシェーダエフェクトの構築が出来るツールです。

こちらの記事を参考に使ってみると、直感的でシンプルな作りになっています。特に、入力パラメータと出力パラメータをマウスでドラッグして繋げる、というのは面白いし分かり易いですね。

ただ、肝心のライト設定はちょっと特殊でよく分かりませんでした。ライトのパラメータの意味は別の所で勉強しないといけないなぁ。

さて、肝心のHLSLですが、部品を2、3個繋げてエクスポートしたら、25KBものコードが出力されました。うわ~これを解析してXNAに取り込むなんて出来ませーん!



◎というわけで

今回は「FX Composerを使いこなせませんでした」というヘタレ日記でした。(爆)
誰か、配置したスポットライトのHLSLコードを生成出来るか知ってる人がいたら教えてください。

次回は、懲りずに「RenderMonkey」やる予定です。

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UVアニメーション(テクスチャアニメーション)サンプル動画
XNA2.0上でまばたきアニメーション(目パチ)した実行画面。



◎いかがでせう?

顔アップで動画を録ってみましたが、どうですかね~?
自分では、「20年ぶりの目パチ」にしてはまぁまぁかな、なんて思ってますが…甘い?(^^;



◎技術情報

前回記事の予想に反し、エフェクトファイルを作成しなくても簡単に出来ることがわかりました。
…どうもお騒がせしました。_O_

というわけで、技術情報はコチラにまとめました。



◎次回予告

「モーションのオーバーアクション化」は、ブレンド比率等を調整するぐらいしか思い付かないので、最後にやります。

その前に、先送りしていた「スポットライト」をやる予定です。

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CypherS TufT
CypherS TufT
RokDeBone2サンプルデータ作者:星さんのサイト。
六角大王、メタセコイア、MIKOTO等の作品が多数紹介されている。



◎許可頂きました

RokDeBone2のサンプルデータ(キャラ)を3Dテストプログラムに使用したいと作者に願い出た所、正式に許可を頂くことができました。

星さん、どうもありがとうございます!



◎次なる課題

星さんから頂いたメールを転載します。
(メール内容から推察し、公開しても問題ないと判断しました)

>問い合わせの件、OKです。全く問題ありません。
>
>個人的な感想を言うと、モーションはもう少しオーバーアクション気味な方が見栄えがすると思いました。
>あと、顔のテクスチャーは確か独立した1枚だったと思うので、テクスチャー切り替えによる表情の変化(まばたきとか)があると良いのではないかなーと。

感想が殆どプロです。さすがですね~!
貴重なアドバイスを頂きましたので、早速新たな課題に取り組みたいと思います。



◎オーバーアクション

元のキャラモーションは、「よくこんなの考え付くなぁ」と思うほど派手で面白い動きをします。
しかしこれをブレンドすると、中途半端な動きになることはご指摘の通りです。
これは改善出来るのか?…う~む。

前回の動画ではよく分からなかったかもしれませんが、実は、オートモードのモーションはランダムに変化します。
前回録画した時は「たまたま」大人しいブレンドモーションが多く、再度実行すると元の派手なモーションが多いこともあるのですが…文字で説明されてもよく分からないですかね?(^^;

一度プログラムをUP(アップロード)して、視聴者に見てもらった方がいいかなぁ?
未完成品をUPするのは好きじゃないけど、今回はそもそもテストプログラムだし…。



◎UVアニメーション

もう一つの「表情の変化」は、多分「UVアニメーション」とか「テクスチャアニメーション」と呼ばれている技法です。2D画像(テクスチャー)を移動したり切り替えることによるアニメーションです。

これはいずれやってみたかったので、早速まばたきデータを適当に描いてみました。
で、これをプログラムに実装しようとしたら…アレ?

どうやればいいんでしょう?(爆)

2D画像処理は、通常XNAにコードを記述しますが、今回はACLを使用しているため、コードを記述しなくても自動的に読み込まれています。便利な反面、XNAから直接操作できないかも…。

現在調査中ですが、どうやらエフェクトファイルを作成する必要があるような?…うわ~結局そこに行き着くのか~!

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3Dテストプログラム開発中の画面。
画面右下の「YouTube」という文字をクリックすると、YouTubeサイトで大きく表示される。



◎ついに動画初公開!

視聴者の反応があるのかないのか、ちょっとドキドキしますね~。

果たして、皆さんの期待(?)に添えるものなんでしょうか?



◎動画の作成

実は、画面キャプチャツールで動画を作成したのは今回が初めてだったりします。

画面キャプチャはわりとすんなり出来たのですが、これを圧縮(エンコード)する際の画質や音質、フレームレートやファイルサイズ等の調整にかなり手間取りました。

何度かテストを重ねて、画質は良いがファイルサイズは大きいAVIファイルと、画質は悪いがファイルサイズは小さいMPEGファイルを用意し、YouTubeにUPした所…どちらも酷いものでした。ノイズは多く、画面は暗く、字は潰れて読めません。

これは何とかせねばと、コーデックをXvidに変えたら、幾分マシになりました。ファイルサイズも小さいし、こんなもんでどうでしょう?

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右回転
3Dテストプログラム開発画面。
言語やスクリーンモードが切り換え可能となった。
新たに追加した右回転モーションは、最終的に外される可能性大?



◎フルスクリーンモード

今回の目標の1つ、フルスクリーンモードを実装したのですが…うわ~! ますます洗脳度UP!(笑)

フルスクリーン見てて思ったのですが、これって、スクリーンセーバーにするといいかも…(爆)


ちなみに、こちらのHPの方法を試した所、画面情報の取得設定は成功しましたが、スクリーンモードの変更は出来ませんでした。XNA2.0で仕様が変更されたのかもしれません。

結局、画面モード取得手順のみ採用し、フルスクリーンモードの切替はこちらのHPの方法を実装しました。



◎モーション追加

練習を兼ねて、モーション作成にチャレンジ!

これまでプロペラ回すだけで四苦八苦していたので、少々ビビリながらやってみたのですが、意外なことに数時間で結構思い通りのモーションが作成できました。

しっかりした下地(ボーン)があると、モーション作成は案外楽なのかもしれません。

早速プログラムに組み込んでみたのですが…う~む…。

単独ならスムーズに動くのですが、他のモーションとブレンドさせると相性が悪く、コマ飛びが目立ちます。特に左回転と右回転のモーションが重なるとサイアクです。

折角まともなモーションが出来たと思ったのに…ボツかなぁ。グスン。



◎乞うご期待!

ようやくYou Tubeのアカウントが取得できたので、次回いよいよ動画をUPします。お楽しみに!

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名前を付けて保存ダイアログ
「名前を付けて保存」ダイアログのオプション設定ボタン。
小さいので見落とさないように!



◎XNAにおける漢字表示

XNAは文字表示にスプライトフォントを採用しているため、表示する文字フォントは全て登録する必要があります。

半角英数字はデフォルトで登録されます。ひらがなカタカナは100文字程度なので全て追加登録できます。

しかし漢字は文字数が膨大なため、全てのフォントを登録するわけにはいきません。

そのため、使用する文字のみ登録する必要があるのですが、文字数が多い場合は大変面倒です。



◎漢字の自動登録

そこで、使用するメッセージをテキストファイルに登録すると、そこから漢字コードを自動的に抽出し登録する方法がXNAヘルプに紹介されています。

実は、前回のRPGテストプログラムで一度チャレンジしたのですが、コンテントパイプラインがさっぱり解らず、結局断念しました。

今回はその問題の克服を目標に掲げ、無事に解決したのですが…原因はコンテントパイプラインではなく、「テキストファイルの文字コード設定」でした。

オプション設定ボタン小さすぎて気付かなかったよ~!(冒頭図参照)



◎技術情報

漢字表示を紹介している記事は、XNAヘルプの他にも幾つかあるようなので省略します。

高度な日本語表示
シンプル日本語表示
日本語文字列の表示(XNA3.0)

今回は「高度な日本語表示」のコンテントパイプラインを流用して、若干カスタマイズ(メッセージファイル内でコメント使用可能)したものを使っています。



◎日本語対応部品の流用性

コンテントパイプラインとメッセージファイルを利用すれば、文字フォントは自動登録されますが、日本語をあちこちで表示する場合、「何番目の文字列をどこで使用するか」の管理が必要になってきます。

いろいろ考えた末、共通クラスでメッセージを集中管理し、各クラスはそこからメッセージを受け取るようにしました。

Visio-クラス関連図_20080903

この方法だと、メッセージの管理が行き届きやすい反面、オプション選択フレームやトラックバー等の部品の独立性が低く、他のソリューション(プログラム)への使いまわしが面倒なのが難点です。

例えば、他のソリューションにオプション選択フレームを流用したい場合、

・オプション選択フレーム(クラス)
・オプション選択ボタン(クラス)
・共通クラス(クラス)
・テキストメッセージ(テキストファイル)
・テキストインポータ(インポータ)
・テキストメッセージプロセッサ(プロセッサ)

こんなに組み込む必要があり、ややこしくて他人にはとても薦められません。

とりあえず自分一人で製作していく前提とし、今後ソリューションを新規作成する場合は、後半4部品をデフォルトで組み込むようにすると、同じような部品の使い回しが簡単になりますが…果たしてこれでいいのかなぁ?うーむ…。

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