ドット絵を表示するプログラムを使って、ダブルバッファの仕組みを学んでいきます。また、コンソールウィンドウでドット絵を表示するプログラムは、CPUへの負担が大きく、非常に遅いプログラムになってしまいます。このように遅いプログラムを、どのように性能改善するかについても、体感してもらいます。

コンソールウィンドウにドット絵を表示する場合、画像データの１ピクセル(１ドット)を全角１文字にして、背景色で色を表示させるようにします。このため、フォントサイズを小さく、画面サイズを大きくする必要があります。この操作をプログラムを実行する度に行うのは大変なので、フォントサイズと画面サイズの変更をプログラムで行う様にしています。ただ、この変更を行うためのWindowsAPIはWindowsターミナルと呼ばれるコンソールウィンドウでは動作しません。このため、本章のプログラムを実行するためには、コンソールウィンドウを、Windowsコンソ－ルホストにしなければなりません。Windows11(2022Update)より前のバージョンでは、Windowsコンソ－ルホストが既定のコンソールウィンドウでしたが、Windows11(2022Update)以降、Windowsターミナルが既定のコンソールウィンドウになっているため、本章のプログラムを動かすためには、コンソールウィンドウの設定を変更する必要があります。WindowsターミナルからWindowsコンソールホストに変更する方法については、「2022年11月の月例WindowsUpdateへの対応 」を参照ください。

9.1 ドット絵を使ったゲーム

《練習問題64》ドット絵を使ったゲーム(printfをWriteConsoleに変える)

右下のYouTube動画の説明の所に、ベースのプログラムをダウンロードするURLが記載されていますので、これをダウンロードしてビルド・実行してみてください。背景全体を毎回、書き直すロジックにしているため、コンピュータへの負荷が高く、ドット絵の動きがカクカクとしてしまっています。

これを、スムーズな動きにするため、ダブルバッファ方式に変更しますが、今回は、その準備をします。ダブルバッファ方式にするためには、printf関数ではなく、WriteConsole関数による表示に変更しなければなりません。WriteConsole関数による表示を行うMyPrintf関数がMyPrintf.cppに用意してあります。printf関数を、MyPrintf関数に変更し、 WriteConsole関数による表示に変更します。

(注意) WriteConsole関数で表示する場合、プロジェクトのプロパティの文字セットを「マルチバイト文字セットを使用する」に変更してください。「Unicode文字セットを使用する」だと、文字化けが発生します。

《練習問題65》ドット絵を使ったゲーム(ダブルバッファ方式)

練習問題64で、printf関数からWriteConsole関数に変更すると、若干速くなりますが、相変わらず、チラついた表示のままです。今回は、ダブルバッファ方式に変更します。YouTube動画のコメントの所に、ダウンロードするURLが記載してあります。これは、ダブルバッファ方式に変更したMYPRINTF.cppとMYPRINTF.hです。練習問題64のプログラムのMYPRINTF.cppとMYPRINTF.hを、ダウンロードしたファイルに置き換えます。

ダブルバッファ方式に変更する場合は、ダブルバッファのための初期処理、終了処理と、表画面と裏画面の切り替えが必要になりますので、これらを行う関数呼出しをmain.cppに追加します。また、FPSとインジケータ表示は、表画面と裏画面同時に表示する必要がありますので、これらの表示については、表画面と裏画面同時に表示する関数呼出しに変更します。

これらの変更により、画面のチラツキはなくなります。

《練習問題66》ドット絵を使ったゲーム(ダブルバッファ＋まとめて出力方式)

練習問題65のダブルバッファ方式に変更することで、ドット絵の動きがスムーズになりますが、動きは遅いままです。画面への書き込み回数を減らすことで、性能改善できます。画面への書き込み回数を減らす方式(まとめて表示方式)に変更したMYPRINTF.cppをダウンロードするためのURLが、YouTube動画の説明の所に書いてありますので、練習問題65のMYPRINTF.cppと置き換えます。この置き換えにより動きをかなり速く改善できます。更に、表示するデータ量を減らす工夫を加えることで、更に性能改善できます。

9.2 大きな背景とドット絵のアニメーション

《練習問題67》大きなフィールドを歩くキャラクタのゲーム

プレイヤーとボスの追いかけっこゲームです。YouTube動画の説明の所に、ダウンロードのURLが書かれているので、そこからプログラムをダウンロードすると、ビルド・実行できます。ある程度は、性能改善したのですが、画面全体に、背景色が少しずつ変化する色を使っているため、どうしても動きが遅くなってしまいます。背景を黒一色にすることで、動きを速くすることができます。コンソールウィンドウにドット絵を表示する場合は、背景を１色にとどめる等の配慮が必要です。

プレイヤーが勇者になると、ボスがひげ出しますが、ダウンロードしたプログラムのままだと、壁にぶつかった途端、ボスは停止するので直ぐに捕まえることができてしまいます。ボスの逃げるロジックを用意しましたので、このロジックを追加してみます。壁にぶつかると、壁づたいに逃げ続けます。この逃げる関数は、YouTube動画の説明欄に、もう一つURLを記載しているので、そこからダウンロードしてください。