Cocos2d サンプルプログラム

1. エグゼクティブサマリー

Cocos2d は2次元ゲームのフレームワークである．Python で動作する．

このWebページでは，Cocos2d を用いたブロック崩しゲームのサンプルプログラムを掲載する．プレイヤーは左右キーでパドルを操作し，ボールを跳ね返してブロックを破壊する．スコア表示，ゲームオーバー画面，クリア画面を備える．

関連する資料：Cocos2d の概要 [PDF], [パワーポイント]

関連する資料：ゲームエンジン [PDF], [パワーポイント]

【関連する外部ページ】 https://www.cocos.com/endoc.html

【関連する外部ページ】 http://docplayer.net/62131747-Python-game-programming-by-example.html

2. 前準備（必要ソフトウェアの入手）

ここでは、最低限の事前準備について説明する。機械学習や深層学習を行う場合は、NVIDIA CUDA、Visual Studio、Cursorなどを追加でインストールすると便利である。これらについては別ページ https://www.kkaneko.jp/cc/dev/aiassist.htmlで詳しく解説しているので、必要に応じて参照してください。

winget install --scope machine --id Python.Python.3.12 -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --override "/quiet InstallAllUsers=1 PrependPath=1 Include_pip=1 Include_test=0 Include_launcher=1 InstallLauncherAllUsers=1"

python --version

winget install --scope machine --id Codeium.Windsurf -e --silent --disable-interactivity --force --accept-source-agreements --accept-package-agreements --custom "/SP- /SUPPRESSMSGBOXES /NORESTART /CLOSEAPPLICATIONS /DIR=""C:\Program Files\Windsurf"" /MERGETASKS=!runcode,addtopath,associatewithfiles,!desktopicon"
powershell -Command "$env:Path=[System.Environment]::GetEnvironmentVariable('Path','Machine')+';'+[System.Environment]::GetEnvironmentVariable('Path','User'); windsurf --install-extension MS-CEINTL.vscode-language-pack-ja --force; windsurf --install-extension ms-python.python --force; windsurf --install-extension Codeium.windsurfPyright --force"

Windows での cocos2d, pyglet のインストールは，別ページ »で説明

3. 実行のための準備とその確認手順（Windows 前提）

3.1 プログラムファイルの準備

第5章のソースコードをテキストエディタ（メモ帳，Windsurf 等）に貼り付け，main.py として保存する（文字コード：UTF-8）．

3.2 実行コマンド

コマンドプロンプトでファイルの保存先ディレクトリに移動し，以下を実行する．

python main.py

3.3 動作確認チェックリスト

4. 概要・使い方・実行上の注意

画面上部に3段×10列，合計30個のブロックが配置される．ボールは起動と同時に移動を開始し，壁およびパドルで反射する．プレイヤーは左右矢印キーでパドルを操作する．

ボールがブロックに衝突すると，衝突方向に応じてボールが反射し，当該ブロックが消滅する．ブロック1つにつきスコアが10点加算され，画面左上の表示がリアルタイムに更新される．

ボールが画面下端に到達するとゲームオーバーとなり，赤い背景に「GAME OVER」と最終スコアが表示される．全ブロックを破壊するとクリアとなり，緑の背景に「CLEAR」と最終スコアが表示される．いずれの画面でもキーを押すとゲームが再開される．

結果を確認したら，右上の「x」をクリックして終了する．

5. ソースコード

import cocos
from cocos import scene
from cocos.layer import Layer, ColorLayer
from cocos.director import director
from pyglet.window import key

WIDTH, HEIGHT = 640, 480
BALL_SPEED = 150

class MyActor(cocos.text.Label):
    def __init__(self, text, x, y, vx, vy, size, rgba):
        super().__init__(text, font_name="Times New Roman", font_size=size,
                         anchor_x='center', anchor_y='center', color=rgba)
        self.vx, self.vy = vx, vy
        self.position = cocos.euclid.Vector2(x, y)

class Player(cocos.text.Label):
    def __init__(self, text, x, y, size, rgba):
        super().__init__(text, font_name="Times New Roman", font_size=size,
                         anchor_x='center', anchor_y='center', color=rgba)
        self.position = cocos.euclid.Vector2(x, y)

class Layer00(Layer):
    is_event_handler = True

    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.score = 0
        self.score_label = cocos.text.Label("Score: 0", font_name="Times New Roman",
                                            font_size=16, anchor_x='left', anchor_y='top',
                                            color=(255, 255, 255, 255))
        self.score_label.position = (10, HEIGHT - 10)
        self.add(self.score_label)
        self.kao = MyActor("?", 320, 240, -BALL_SPEED, -BALL_SPEED, 40, (255, 255, 255, 255))
        self.add(self.kao)
        self.balls = []
        for i in range(3):
            for j in range(10):
                b = MyActor("□", 50 * (j + 1) + 50, 480 - 47 * (i + 1), 0, 0, 70, (255, 255, 255, 255))
                self.balls.append(b)
                self.add(b)
        self.player = Player("ー", 200, 80, 100, (120, 200, 255, 255))
        self.add(self.player)
        self.schedule(self.update)

    def update(self, dt):
        kao = self.kao
        kao.x += kao.vx * dt
        kao.y += kao.vy * dt
        if kao.x >= WIDTH - 15 or kao.x < 15:
            kao.vx = -kao.vx
        if kao.y >= HEIGHT - 8:
            kao.vy = -kao.vy
        if kao.y < 22:
            kao.vy = -kao.vy
            director.replace(scene.Scene(Layer01(self.score)))
            return
        if (self.player.x - 50 < kao.x < self.player.x + 50 and
                self.player.y - 10 < kao.y < self.player.y + 25):
            kao.vy = -kao.vy
        a, b, c = 22, 22, 20
        for z in range(len(self.balls) - 1, -1, -1):
            bx, by = self.balls[z].x, self.balls[z].y
            if bx - b < kao.x + a < bx + b and by - c < kao.y < by + c:
                kao.vx = -kao.vx
            elif bx - b < kao.x - a < bx + b and by - c < kao.y < by + c:
                kao.vx = -kao.vx
            elif bx - b < kao.x < bx + b and by - c < kao.y + a < by + c:
                kao.vy = -kao.vy
            elif bx - b < kao.x < bx + b and by - c < kao.y - a < by + c:
                kao.vy = -kao.vy
            else:
                continue
            self.remove(self.balls[z])
            self.balls.pop(z)
            self.score += 10
            self.score_label.element.text = "Score: " + str(self.score)
            if not self.balls:
                director.replace(scene.Scene(LayerClear(self.score)))
            return

    def on_key_press(self, symbol, modifiers):
        if symbol == key.RIGHT:
            self.player.x = min(self.player.x + 20, WIDTH - 50)
        elif symbol == key.LEFT:
            self.player.x = max(self.player.x - 20, 50)

class Layer01(ColorLayer):
    is_event_handler = True
    def __init__(self, score=0):
        super().__init__(231, 76, 60, 255)
        self.add(cocos.text.Label("GAME OVER", font_name="Times New Roman", font_size=32,
                                  anchor_x='center', anchor_y='center',
                                  color=(0, 200, 255, 255), position=(WIDTH // 2, HEIGHT // 2 + 30)))
        self.add(cocos.text.Label("Score: " + str(score), font_name="Times New Roman", font_size=20,
                                  anchor_x='center', anchor_y='center',
                                  color=(255, 255, 255, 255), position=(WIDTH // 2, HEIGHT // 2 - 30)))
    def on_key_press(self, key, modifiers):
        director.replace(scene.Scene(Layer00()))

class LayerClear(ColorLayer):
    is_event_handler = True
    def __init__(self, score=0):
        super().__init__(46, 139, 87, 255)
        self.add(cocos.text.Label("CLEAR", font_name="Times New Roman", font_size=32,
                                  anchor_x='center', anchor_y='center',
                                  color=(255, 255, 255, 255), position=(WIDTH // 2, HEIGHT // 2 + 30)))
        self.add(cocos.text.Label("Score: " + str(score), font_name="Times New Roman", font_size=20,
                                  anchor_x='center', anchor_y='center',
                                  color=(255, 255, 255, 255), position=(WIDTH // 2, HEIGHT // 2 - 30)))
    def on_key_press(self, key, modifiers):
        director.replace(scene.Scene(Layer00()))

director.init(width=WIDTH, height=HEIGHT)
director.run(scene.Scene(Layer00()))

6. まとめ

Cocos2d フレームワーク

Cocos2d は2次元ゲームのフレームワークであり，Python で動作する．レイヤー，シーン，ラベルなどを用いてゲーム画面を構成する．

レイヤーとシーンによる画面管理

ゲームプレイ画面（Layer00），ゲームオーバー画面（Layer01），クリア画面（LayerClear）をそれぞれ独立したレイヤーとして実装し，director.replace でシーンを切り替える．

衝突判定とボール反射

ボールの座標とブロックやパドルの領域を比較して衝突を判定する．衝突方向に応じてボールの速度を反転させ，反射を実現する．

キーボード入力によるプレイヤー操作

pyglet のキーイベント（on_key_press）で左右矢印キーによるパドル移動を実現する．移動範囲は画面端で制限される．

スコア管理とゲーム進行

ブロック破壊ごとに10点が加算され，画面左上に表示される．全ブロック破壊でクリア画面，ボールが画面下端に到達するとゲームオーバー画面へ遷移し，最終スコアが表示される．