プログラミング

初心者でもわかる！Pygameでの当たり判定の基本

初心者でもわかる！Pygameでの当たり判定の基本

Pygameは、Pythonで2Dゲームを開発するための人気ライブラリです。本記事では、Pygameを使ってゲームにおける「当たり判定（衝突判定）」を実装する方法について、初心者の方でも理解できるように丁寧に解説します。当たり判定の基本から、実際のコード例までを紹介し、子供から大人までゲーム作りを楽しめるようになることを目指します。

目次

Pygameとは何か、なぜ当たり判定が必要なのか

Pygameは、Pythonを使ってゲームを作るためのライブラリで、画像の表示、音の再生、入力処理、スプライト管理など、ゲーム開発に必要な機能を一通り備えています。

当たり判定とは、キャラクターやオブジェクトがぶつかったかどうかを判定する処理のことです。例えば、プレイヤーキャラが敵にぶつかったらゲームオーバーにしたり、コインに触れたらスコアを加算したりするような処理を行うために使います。

Pygameで当たり判定を行う基本的な方法

Pygameでは、主に以下の3つの方法で当たり判定を行います：

  • 矩形（くけい）での当たり判定
  • 円での当たり判定
  • マスクを使ったピクセル単位の当たり判定

ここでは、それぞれの方法について順番に解説します。

矩形（くけい）での当たり判定の基本

最も基本的な当たり判定の方法が、矩形（Rectオブジェクト）を使う方法です。

Pygameでは、pygame.Rectというクラスを使って、オブジェクトの位置や大きさを管理します。Rectオブジェクトには、当たり判定を行うための便利なメソッドが用意されています。

Rectオブジェクトの作成方法

import pygame

rect1 = pygame.Rect(100, 100, 50, 50)  # x, y, width, height
rect2 = pygame.Rect(120, 120, 50, 50)

矩形同士の衝突を判定する方法

if rect1.colliderect(rect2):
    print("当たった！")

colliderect()は、2つの矩形が重なっているかどうかを判定する関数です。非常に高速で、簡単に使えるので、初心者におすすめの方法です。

実際に動かしてみよう（矩形の当たり判定）

以下のコードは、矢印キーでプレイヤー（青い四角）を動かし、赤い敵と当たるとメッセージを表示するサンプルです。

import pygame
import sys

pygame.init()

screen = pygame.display.set_mode((400, 300))
pygame.display.set_caption("矩形当たり判定デモ")
clock = pygame.time.Clock()

player = pygame.Rect(50, 50, 50, 50)
enemy = pygame.Rect(200, 100, 50, 50)

# フォントの指定（日本語対応のフォントファイルを指定）
font = pygame.freetype.Font(r"C:\Windows\Fonts\msgothic.ttc", 36)

while True:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            pygame.quit()
            sys.exit()

    keys = pygame.key.get_pressed()
    if keys[pygame.K_LEFT]:
        player.x -= 5
    if keys[pygame.K_RIGHT]:
        player.x += 5
    if keys[pygame.K_UP]:
        player.y -= 5
    if keys[pygame.K_DOWN]:
        player.y += 5

    screen.fill((255, 255, 255))
    pygame.draw.rect(screen, (0, 0, 255), player)
    pygame.draw.rect(screen, (255, 0, 0), enemy)

    if player.colliderect(enemy):
        # 日本語フォントでテキストを描画
        text_surface, _ = font.render("当たった！", (0, 0, 0))
        screen.blit(text_surface, (150, 10))

    pygame.display.flip()
    clock.tick(60)

このコードを実行すると、プレイヤーが敵にぶつかると画面上に「当たった！」と表示されます。

円での当たり判定の実装方法

円を使った当たり判定は、キャラクターやオブジェクトが丸い形をしている場合に便利です。円の中心と半径を使って、2つの円が重なっているかを判定します。

円同士の当たり判定の例

def is_circle_collision(x1, y1, r1, x2, y2, r2):
    dx = x1 - x2
    dy = y1 - y2
    distance_squared = dx * dx + dy * dy
    radius_sum = r1 + r2
    return distance_squared <= radius_sum * radius_sum

# 使い方
if is_circle_collision(100, 100, 30, 130, 120, 30):
    print("円が当たった！")

この方法では、math.sqrt()を使わずに、平方根を取らない方法で高速化しています。

マスクを使ったピクセル単位の当たり判定

もっと精密な当たり判定が必要な場合は、マスク（Mask）を使います。マスクは、画像の透明な部分を無視して、実際に見えているピクセルだけで衝突判定を行います。

マスクを使う準備

sprite1_image = pygame.image.load("sprite1.png").convert_alpha()
sprite2_image = pygame.image.load("sprite2.png").convert_alpha()

mask1 = pygame.mask.from_surface(sprite1_image)
mask2 = pygame.mask.from_surface(sprite2_image)

マスクによる当たり判定の方法

offset = (sprite2_rect.x - sprite1_rect.x, sprite2_rect.y - sprite1_rect.y)
if mask1.overlap(mask2, offset):
    print("マスクが当たった！")

overlap()は、2つのマスクが重なっている部分があるかどうかを判定する関数です。

スプライトを使った当たり判定の応用

Pygameには、複数のキャラクターを管理する「スプライトグループ」という機能があります。スプライトグループを使うと、当たり判定の管理が簡単になります。

スプライト同士の衝突判定

if pygame.sprite.collide_rect(sprite1, sprite2):
    print("スプライト同士が当たった")

また、グループ同士での判定もできます：

hits = pygame.sprite.groupcollide(group1, group2, False, False)
if hits:
    print("グループの中で当たり判定があった")

まとめ

Pygameでの当たり判定は、ゲームの面白さや操作性に直結する重要な要素です。本記事では、以下の3つの当たり判定の方法について紹介しました：

  • 矩形（Rect）による基本的な判定
  • 円による滑らかな当たり判定
  • マスクを使った高精度の当たり判定

また、スプライトやスプライトグループを使った応用的な使い方も簡単に紹介しました。

これらの技術を組み合わせることで、より本格的なゲームを作ることができます。Pygameを使って、まずはシンプルな当たり判定のあるゲームを作ってみましょう。基礎をしっかり理解することが、楽しくゲームを作り続けるための第一歩です。