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OpenGLを使ってゲームを作ろう 3Dゲームプログラミングに挑戦

2013/5/19 インストールの項目を修正。Windowsへのインストール方法を確認して載せました。

こんにちは、oyasです。今回は、OpenGLを使ってのゲーム作りに挑戦します。 といっても、参考サイトの紹介と開発環境の構築の説明になります。

本題のゲーム作りは、解説がおそらくできませんが、簡単なゲームを作りましたので、そのコードを追っかけながらやっていくといいでしょう。 丸投げですみません。一応コードにコメントは書いてあるので、それを見ながらやっていってください。

本当は、去年の文化祭で作ったゲームの解説をやりたかったのですが、 量が多いのと、流れをつかむだけなら、簡単なゲームを作りながらやったほうがいいのではないかと思ったので、 今回はそうします。

もちろん、OpenGLのゲームの実装の方法はいろいろあるわけで、今回紹介する方法が一番いいというわけではありません。 ほんの一例と捉えてください。 どんなゲームを作るかによってだいぶかわったりもしますし。 ある程度分かってきたら自分で考えてみると楽しいと思いますよ。

この講座を読むにあたって、予備知識としては、C/C++の知識がいります。 しかし、ここではC++はクラスの機能くらいしか使わないので、C言語ができればほぼ問題ないです。 そもそも僕がこのゲーム作りに取りかかったときは、C言語の知識しか持っていませんでした。 C++とOpenGLは、作りながら習得していった感じで、あまり深いことはしてないので、C言語さえ完璧ならいけるとおもいます。 分からない場合は調べながら進めていくといいでしょう。

参考サイトの紹介

GLUTによる「手抜き」OpenGL入門
OpenGLの入門サイトです。ここから読み始めるといいでしょう。 ここの内容をひと通り読み終えたら、下のゲームのコードを読むことができると思います。

OpenGL入門
詳しいです。僕はわかないことが出てきたらよくここで調べていました。

OpenGL de プログラミング
サンプルコードがたくさんあります。

Project Asura
いろいろなことをやっています。高度なエフェクトとかも。 Xファイル読み込みの実装の時にも参考にさせてもらいました。

ゲームプログラマーを目指すひと
Xファイル読み込みの実装の時に参考にさせてもらいました。

OpenGLプログラミングメモ
現在も更新中。僕はほとんど見なかったのですが、だいぶ参考になると思います。

ゲームつくろー！
いろいろ詳しいです。衝突判定はここを参考にしました。

OpenGLと行列について
OpenGLをやってると目にする「行列」や、OpenGLの内部処理に興味を持ったら見てください。

コンパイルできる環境の用意

OpenGLのゲームを作るために必要なものを揃えましょう。

必要なもの（下のサンプルゲームを動かすだけなら最初の２つだけでOK）

  • g++ ・・・　C++のコンパイラ。
  • GLUT ・・・　ウィンドウの表示。OpenGLの補助機能。今回は互換性のあるfreeglutを使う。
  • ALUT ・・・　サウンド再生。BGMの再生用。

Ubuntuにインストール

端末を開いて、以下のコマンドを入力してください。

$ sudo apt-get install freeglut3 freeglut3-dev g++

これで下で紹介するサンプルゲームは動きますが、「SKSunshine」を動かしたい場合は、さらにOpenALのインストールが必要です。端末で続けて以下のコマンドを実行します。

$ sudo apt-get install libalut-dev

Windowsにインストール

MinGWのインストール

WindowsではMinGWを使ってコンパイルしたいと思うので、まずそれをインストールしてください。 MinGWは、フリーのコンパイラであるGCCを、Windowsアプリケーションの開発のために利用できる。（Wikipedia）とあります。GCCはUbuntuに標準で含まれているコンパイラです。 要は、WindowsでもUbuntuと同じように開発できるようにしましょう、ということです。

参考サイト http://yoshiiz.blog129.fc2.com/blog-entry-383.html

インストール手順

  1. MinGWのサイトでインストーラーを入手

    http://sourceforge.net/projects/mingw/files/Installer/mingw-get-inst/
    中程にある「Looking for the latest version?」の横にあるリンクからダウンロードページへ行ってください。2013/05/12時点では「Download mingw-get-inst-20120426.exe(662.7kB)」というリンクになっています。

  2. インストーラーを起動。

    ダウンロードした実行ファイルを起動するとこんな感じです。

  3. NEXTを押しまくる

    Welcome to The MinGW-Get Setup Wizard

    ↓ NEXT

    Administrator Install

    ↓ NEXT

    Repository Catalogues
    パッケージを最新版のにするか聞かれるが、最新のインストーラーなら必要ないのでそのままにしておく。

    ↓ NEXT

    License Agreement
    「I accept the agreement」を選択する。

    ↓ NEXT

    Select Destination Location
    MinGWのインストール先フォルダを聞かれる。初期設定でいいと思います。 (1.9GB以上の空き領域が必要だそうです)

    ↓ NEXT

    Select Start Menu Folder
    スタートメニューに指定した名前のフォルダを作ります。 そこへ「MinGW Shell」へのリンクが作られます。 下のチェックボックスにチェックをいれると、フォルダを作りません。

    ↓ NEXT

    Select Components

    「C++ Compiler」「MSYS Basic System」「MinGW Developer ToolKit」の３つにチェックをいれます。 ちなみにここで選択しなかったものも後でmingw-getコマンドで追加できます。

    ↓ NEXT

    Ready to Install

    ↓ NEXT

    黒い画面が出ますが、怖がらずに見守りましょう。

    ↓

    Completing the MinGW-Get Setup Wizard

    ↓ Finish

    終わり。最後のチェックをいれてると、黒い画面に表示されてた内容がテキストエディタで開かれます。

  4. 環境変数の設定

    しなくても大丈夫ですが、設定すると、コマンドプロンプトからMSYSと同じコマンドが使えたり、DLLを実行ファイルと同じフォルダに入れておかなくても、C:\MinGW\bin等へ入れておけばいいようになります。

    システムのプロパティ→「詳細設定」タブ→「環境変数」ボタン から設定できます。環境変数「PATH」の最後に「;C:\MinGW\bin;C:\MinGW\msys\1.0\bin」を追加します。

  5. 実行できるか確認

    スタートメニューの「MinGW」→ 「MinGW Shell」 でMSYSが起動すればOK。

fleeglutのインストール

以下のページからバイナリファイルをダウンロードしてきましょう。

http://www.transmissionzero.co.uk/software/freeglut-devel/

「freeglut 2.8.1 MinGW Package」のとこの「Download freeglut 2.8.1-1 for MinGW」のリンクをクリックするとダウンロードできます。 バージョン番号は変わっているかもしれません。

展開したあと、中身の「bin」「lib」「include」をC:\MinGW\以下へコピーしてください。 このとき各フォルダの中の「x64」フォルダは、コピーしないでください。 (僕の環境は64bitでしたが、うまく動かなかったんで、今回はどの環境でも「x64」フォルダの中身は使わないことにしましょう。)

これでfreeglutのインストールは完了です。

ここまでで、下に載せたサンプルゲームは動きます。

その他のインストール

これで下で紹介するサンプルゲームは動きますが、「SKSunshine」を動かしたい場合は、さらにOpenALとGLEWのインストールが必要です。

OpenALのインストール

参考サイト http://achapi2718.blogspot.jp/2013/02/c-openal-windowsxp-mingw.html

まずは、以下のサイトから必要なものをダウンロードします。

http://connect.creativelabs.com/openal/Downloads/Forms/AllItems.aspx

「OpenAL11CoreSDK」と「ALUT」フォルダ中の「freealut-1.1.0-bin」をダウンロードして解凍してください。

まず、「freealut-1.1.0-bin」の中にある、
include\ 以下を C:\MinGW\include\ へ、
lib\alut.lib を C:\MinGW\lib\ へ、
lib\alut.dll を C:\MinGW\bin\ へ、
それぞれコピーしてください。

次に、「OpenAL11CoreSDK」の中のインストーラーを実行してください。 基本的に全部標準のままでいいと思います。

最後に聞かれる、「Do you want to launch the OpenAL redist installer?」 というのは、「oalinst.exe」を実行するかどうかということです。 yesにして実行しておかないとゲームは動きません。

noにしても、あとでC:\Program Files\OpenAL 1.1 SDK\redistにある「oalinst.exe」を実行すれば動きます。 または上記のサイトからとってきてもOKです。 別のPCでただ動かしたいだけならこの「oalinst.exe」を実行してインストールしましょう。

その後、C:\Program Files\OpenAL 1.1 SDK の中の、
include\ 以下を MinGW\include\AL\ へ、
libs\Win32\OpenAL32.lib を MinGW\lib\ へ、
それぞれコピーしてください。

これでOpenALのインストールは終わりです。

GLEWのインストール

続けてGLEWも入れておきましょう。GLEWはUbuntuではいりませんが、WindowsではOpenGLの拡張機能を使うために必要です。

http://glew.sourceforge.net/

から、「Source」のとこの、「ZIP」をダウンロードして展開してください。

MSYSから以下のように打ってビルドします。展開したフォルダのアドレスは”"を”/”に変え、ドライブ名”C:”を”/c”に変えてください。

$ cd (展開したフォルダのアドレス)
$ make

そのご、そのフォルダの「lib」以下にできる拡張子「.a」のファイルを「C:\MinGW\lib\」以下にコピー、拡張子「.dll」のファイルを「C:\MinGW\bin\」へコピーしてください。 そして、「include」の中身をまるごと、「C:\MinGW\include\」へコピーしてください。

これでインストールは完了です。

簡単なゲーム

ソースコードはここにおいておきます。
OpenGLGame

詳しい解説はできませんが、根気よくやれば読めるはずです。

とりあえず動かしてみよう

まずは、上に載せたリンク先で、ソースコードをダウンロードします。 「OpenGLをつかった簡単なゲーム」と書かれたとこの下の「ZIP」をクリックすればダウンロードできます。

Ubuntuで動かす

端末を開いて、先程ダウンロードしたZIPを展開したディレクトリに移り、以下のコマンドを実行します。

$ make
$ ./a.out

これでゲームが起動すれば成功です。

Windowsで動かす

展開したものを「C:\MinGW\msys\1.0\home(ユーザー名)\」へ移します。 フォルダ名は「OpenGLGame」に改名してください。 MSYSを起動し、以下のコマンドを入力します。

$ cd OpenGLGame
$ make win
$ a.exe

これでゲームが起動すれば成功です。

ちなみに、操作方法は以下のとおりです。

w : 前進
s : 後退
a : 左回転
d : 右回転
スペースキー : ジャンプ

時間内にどれだけ多くの赤い箱をとれるかというゲームです。

ソースの読み進め方

tagを使って追う

図の赤い四角で囲まれたとこを順にクリックしていきます。タグ一覧が表示されるので、読みたいタグをクリックしてください。すると、そのときのリポジトリに変わります。

特定のtagのときのソースをダウンロードできます。

commitを追う

図の赤い四角で囲まれたとこをクリックします。

commit一覧が表示されます。今黄色くなっているコミットでいうと、「Makefile追記」または「fid48685f9」をクリックすると、前回のコミットとの差分が表示できます。 赤い四角で囲まれたとこをクリックすると、そのときのソース全体が表示できます。

OpenGLは、機能としてはほぼ「ポリゴンを表示する」しかないので、モデルファイルを読み込むことや、物理運動をさせることなどは、すべて自分で実装しなければなりません。そこが大変で楽しいところです。 ぜひ、いい3Dゲームを完成させてください。

oyas

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Published

2012/11/12

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