【Swift】SpriteKitの使い方。物理運動の抵抗力を発生させて動きをスローにする。(Swift 2.2、XCode 7.3)

2016年9月4日2020年6月16日

Drag Fieldとは

本記事では、SKFieldNodeの「Drag Field（以下、抗力ノード）」について説明する。

抗力ノードとは、物理ボディの動きに対する抵抗力を発生させるノードである。例えば、ボールを水槽の中に落としたとき、空気中を落下するよりもゆっくりと落下していく。これはボールに対する浮力と抵抗力が働くためである。

ちなみにDrag Fieldの「Drag」は「抗力」という意味。ドラッグ＆ドロップの「ドラッグ」と勘違いしそうな名前だ。

抗力ノードを使ってみる

実際に抗力ノードをシーンに配置して物理ボディを落下させてみよう。以降の手順を行う前のXcodeプロジェクトをGitHubに置いたので、試してみる方はご利用下さい。⇒「テスト用プロジェクト」

事前準備ではボールをシーンに配置しておいた。

下図赤枠のSKSファイルを選択してシーンエディタを開く。黄緑枠のオブジェクトライブラリボタンを押して部品一覧を表示し、ドラッグ＆ドロップで「Drag Field」をシーンに配置する（紫矢印）。

黄枠のアトリビュートインスペクタボタンを押して設定画面を表示し、Nameに「drag」、Parentに「center_point」、Category Maskに「1」を入力する。Enabledのチェックは入れたままにする。

黒ボールの画像を選択、下図赤枠のアトリビュートインスペクタボタンを押して設定画面を表示し、Field Maskに「1」を入力する。

抗力ノードのCategory Maskと、物理ボディのField Maskのビットマスクが同じなので、ボールは抗力ノードの物理的効果を受けるようになる。
⇒「ビットマスクとは」

TestScene.swiftのtouchesBeganメソッドを以下のコードに変更する。画面がタップされたら重力でボールが落下するようにした。

//画面タッチ時の呼び出しメソッド
override func touchesBegan(touches: Set<UITouch>, withEvent event: UIEvent?) {
    
    //ボールノードを取得する。
    let bowlNode = self.childNodeWithName("bowl_black") as? SKSpriteNode
    
    //ボールノードに重力加速度を発生させる。
    bowlNode?.physicsBody?.affectedByGravity = true
}

//画面タッチ時の呼び出しメソッド

override func touchesBegan(touches: Set<UITouch>, withEvent event: UIEvent?) {

//ボールノードを取得する。

let bowlNode = self.childNodeWithName("bowl_black") as? SKSpriteNode

//ボールノードに重力加速度を発生させる。

bowlNode?.physicsBody?.affectedByGravity = true

}

以下は実際のプレイ動画。左側は抗力ノードを無効にしたもので、右側は有効にしたもの。右側は抗力ノードの抵抗力により通常よりボールがゆっくり落下した。

落下開始から一定時間ごとのボールの位置を横並びにして加速を確認してみよう。1秒を15フレームに分割して観測した。

下図は左側動画（抗力ノードを無効）の0.13秒（2フレーム）ごと落下位置。ボールが加速していることが分かる。

下図は右側動画（抗力ノードを有効）の0.33秒（5フレーム）ごとの落下位置。移動開始直後以外は加速していないことが分かる。

これにより、水中での落下と同じように、抗力ノードの抵抗によって物理ボディの落下速度がすぐに一定になることが明らかとなった。

ソースコードで実装する

シーンエディタではなく、ソースコードで抗力ノードを実装する場合は以下のコードのようにする。試してみる場合は、先ほどシーンエディタで追加した抗力ノードを削除してから行うこと。

//現在シーン設定時の呼び出しメソッド
override func didMoveToView(view: SKView) {
    
    ‥省略‥
    
    //抗力ノードを作成する。
    let dragNode = SKFieldNode.dragField()
    
    //抗力ノードの名前を設定する。
    dragNode.name = "drag"
    
    //抗力ノードのカテゴリマスクを設定する。
    dragNode.categoryBitMask = 0b0001
    
    //中心ノードを取得する。
    let centerNode = self.childNodeWithName("center_point") as? SKSpriteNode
    
    //中心ノードの子に抗力ノードを追加する。
    centerNode?.addChild(dragNode)
}