ゲームの衝突判定

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ゲームの衝突判定

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2020/11/13 13:05 UTC 版)

「衝突判定」の記事における「ゲームの衝突判定」の解説

ビデオゲームにおいては、非常に限られた計算機時間をいくつかのタスクに分割する必要がある。ゲームではこのようなリソースの制限に加え、かなり原始的な衝突検出アルゴリズムを使用せざるをえないという制限があったにもかかわらず、ゲームのプログラマーは、一応はプレイヤーの信頼に足るプログラムを作り上げて来た。 2Dのゲームの時代においては、処理するオブジェクトの数が非常に限られていたため、すべてのオブジェクトの衝突判定を行うことはそれほど問題ではなかった。2Dのゲームでは、ハードウェアにピクセル単位の衝突判定が実装されている場合もあり、その場合はハードウェアが画面上のスプライト同士の間で重複するピクセルを検出して報告してくれるので、ソフトの開発者としても効率的で楽だった。もしハードの支援が無かった場合でも、画面にタイルパターンを並べ、BGのタイルパターンと自機のスプライトが重なったかどうかをチェックするだけで十分な衝突判定が可能であった。ペアワイズ法を使った衝突判定のチェックにおいては、「ヒットボックス」と呼ばれる長方形の境界（円形の場合もある）が使用され、これで十分に正確な衝突判定が行えると考えられて来た。 3Dのゲームにおける衝突判定は、「空間をいくつかの区画に分割して刈り込む」という空間分割法か、もしくは「3Dのオブジェクトをいくつかの球に分割してペアワイズチェックを行う」という方法を長い間使用していた。現実を厳密にシミュレートしようとするようなタイプのシミュレーションゲームはともかくとして、ゲームで物理的に正確な衝突判定を行うことはまれである。そもそも、たとえゲームで正確な衝突判定を目指したところで、必ずしもすべての場合において正確な衝突判定のチェックが行えるわけでもない。 ゲームは実際の物理を模倣する必要がないため、衝突判定の確実性はそれほど問題ではない。ほとんどすべてのゲームは事後衝突検出を使用しており、もし衝突が検知された場合は非常に単純なルールを使用して解決される。たとえば、キャラクターが壁にめり込んだことが検知された場合、キャラクターは単に壁にめり込んでいなかった最後の場所まで戻される、と言う処理を行うゲームもある。一部のゲームでは、キャラクターが壁にめり込むまでに移動できる距離を計算し、壁にめり込まない距離までしか移動できないようにする、という処理を行う。 ゲームでフィールドとの衝突判定を行う場合、基本的にはキャラクターを「点」で近似するだけで十分である。この場合、バイナリ空間分割木は、「点」がフィールド内にめり込んだ状態であるか、それともそうでないかをチェックするための実行可能で効率的でシンプルなアルゴリズムを提供する。キャラクター同士の衝突、もしくは敵弾や当たるとダメージを受ける物との衝突判定はまた別の手法を用いて行われる。 シミュレーションの堅実性は、あらゆる入力に合理的な方法で反応するかどうかで決まる。たとえば超高速なレーシングゲームを想像すると、1つのシミュレーションステップから次のシミュレーションステップへと移行するごとに（つまり、1フレームごとに）、車はレーシングトラックに沿ってかなりの距離を進むことが想定される。もしトラックに薄い障害物（レンガの壁など）があった場合、フレームごとの移動距離が大きすぎて衝突判定が間に合わず、車が壁をすり抜けるバグが起こりがちだが、現実世界では車が壁をすり抜ける可能性はまったくない。シミュレーションと言う観点からすると、これは非常に望ましくないバグである。他の例を挙げると、事後衝突判定アルゴリズムが必要とする「軌道修正（フィックス）」が正しく実装されていないため、キャラクターがフィールドに復帰できず、壁の中にキャラクターが閉じ込められたり、キャラクターが壁を通過したりして、下に床が無い場合は無限に落下し続ける致命的なバグが発生することがある。「無限落下」や「ケツワープ」などと呼ばれるバグが知られている。これらのバグは、衝突判定および物理シミュレーションシステムの欠陥によるものである。『Big Rigs：Over the Road Racing』は、衝突判定システムにバグがある、もしくは衝突判定システムが欠如していることにより、「史上最低のクソゲー」として名高い。