Rust歴7日ですが音ゲーを作りました

ターミナル上で動く某太鼓的音ゲーを，ずっと勉強したかったRustで作ってみました．

音ゲーとは

音楽に合わせて音符が流れてくるので，タイミングよくボタンを押すゲームです．

そして，タイミングの正確さによってGREAT，GOOD，BADのように判定が行われ，それに応じた得点が入ります．

作ってみた

楽曲の再生：rodio

音ゲーなので楽曲を再生しないことには始まりません．rodioを使用することで簡単にMP3を鳴らせます．このライブラリは，MP3やFlac，MP4といったメディアファイルのデコードからLinuxのサウンドAPIを叩くところまで，まるっとすべてやってくれるのでとても便利です．

ゲームエンジン：ruscii

rusciiはターミナルベースのゲームを作るためのライブラリです．メインループ，画面描画，キーイベントの捕捉などを行ってくれます．例えば以下のようにして音ゲーを作成できるはずです．

// ゲームループ
app.run(|app_state: &mut State, window: &mut Window| {
    for key_event in app_state.keyboard().last_key_events() {
        // key_eventを見て，押されたキーに対応する判定処理を行う
        // ...
    }

    // 音符の描画
    // ...
});

rusciiを使う上で困ったこと

これは事前に確認しなかった私が悪いのですが，key_eventに キーの押された時刻が含まれない という仕様に悩みました．イベント自体に情報がないので，判定処理時の時刻を使うしか無いわけですが…

// ゲームループ
app.run(|app_state: &mut State, window: &mut Window| {
    for key_event in app_state.keyboard().last_key_events() {
        // key_eventにイベントの発生時刻が含まれない！
        // つまり，キーの押された正確な時刻がわからない…

        // 仕方なく現在の時刻で近似するが…？
        let pressed_time = SystemTime::now();
    }
});

これではプレイヤーがキーを押した時刻を，最大で 約1フレーム分遅れて認識することになります．

判定にうるさいのが音ゲーマーなので，ここはしっかりと検証することにしました．まず，一般的な音ゲーはどのくらいの精度で判定しているのでしょうか．ゲームによって判定幅は違いますが，最も良い（GREAT）判定幅を ±33msとするものが多いようです．次に，rusciiの判定精度を検証しました．私のPC，Terminator on Ubuntu 20.04 on Thinkpad E14でベンチマークした結果，60fpsを安定して出せることがわかりました．つまり，

ですから，約16ミリ秒の精度で判定できることになります．カンの良い方は気づいていたと思われますが，±33msという判定幅は60fpsの4フレーム分に相当します．実は，この「フレームごとに判定する」という処理方法は音ゲー界隈では結構一般的なのだそうです．一般の音ゲーで問題になっていないわけですから，今回の実装上も問題ないでしょう．

TTYでは動かなかった

±33msを16msで判定…と考えると，本音を言えばもう少し精度がほしいところですね．というわけで，試しに120fps設定でアプリを起動してみましたが，117〜119fpsと安定しませんでした．リリース用の最適化ビルドも試してみましたが効果なし．ここで以前 TTYの動作がサクサクだったことを思い出しました．これなら120fpsの安定動作が狙えるのでは？と思いましたが，結論から言うと，rusciiはキーイベントの取得にX11のAPIを使用しているのでTTYでは動かないとわかりました．ざーんねん．

そういえば，先行研究：ターミナルで遊べる音ゲー作ってみたでもキーイベント関連で苦労されていたな〜ということを思い出しました．先行研究ではtelnetでのキー送信のためにKarabinerをいじっていましたが，やはりターミナルゲームにとってキー周りは難しい課題なのでしょうか．

譜面の表現

譜面の表現フォーマットには，デファクトスタンダードであるTJAを採用しました．TJAでは，例えば次のようにして譜面を表します．

BPM:160
WAVE:Rahatt - Fericire.mp3
OFFSET:0.17

#START
1111,
1020112010201120,

冒頭のヘッダでは曲のテンポ（BPM）や音源ファイルの名前（WAVE）を指定します．

#START以降が譜面の本体で，「,」は小節の終わりを示します．1がドン，2がカッ，0は休符を表します．上の例では1小節目は4分間隔で「ドン　　ドン　　ドン　　ドン」，2小節目は「ドッカッドドカッドッカッドドカッ」となります．

デモ

楽曲：Rahatt - Fericire（OthermanRecordsより，CC BY-NC 2.1，ただしデモのために短く編集しています）

ソースコードは非公開です．

私のRust学習日記

let ans = (u64::from(self.0) + u64::from(y.0)) % 2^32;

まとめ

自給自足ごりらという音ゲー用語があります．「ごりら」というのは，人間とは思えないほど音ゲーが上手いプレイヤーを表す用語で，語源は諸説あるのですが，大量の音符を処理し続けられる腕力がゴリラっぽいからですたぶん．そして，そんな上級者が音ゲーをきっかけにアーティストまたは制作スタッフとなった状態を 自給自足ごりら といいます．自分で作った難しい楽曲を自分でクリアするから自給自足です．

自分で作った音ゲーシステムを自分でクリアするエンジニアもまた，ある意味での自給自足ごりらと言えるかもしれません．私は音ゲーの腕もプログラミングのスキルも，まだまだゴリラと呼べる領域に至っていません．これからも努力を重ねて，「つよつよ フロントエンド バックエンド インフラ 低レイヤー 完全理解 ゴリラ音ゲーマーエンジニア 」を目指そうと思います．

ところで，本記事はRecruit Advent Calendar 2021の9日目でした．仕事と全く関係ない内容ですみません．昨日はtakepepeさんの「next/linkのPrefetchingと型安全」でした．「Routing / Prefetching / Caching / TypeSafe」が不可分というのは，なるほどなぁ〜という感じです．

明日はyutachaosさんが何かを書いてくれるそうです．楽しみですね！