落ちものパズルの作り方

この記事では落ち物パズルゲームの作り方を解説します。

落ちものパズル

落ち物パズルとは、「テトリス」「ぷよぷよ」「ズーキーパー」「ツムツム」のようなゲームを表すジャンルです。落ちものパズルは、おおよそ以下のルールとなっています。

1. 消去可能なブロックが上から落下してくる
2. 一定ルール (同じ色をつなげるなど) でブロックの消去ができる
3. 1〜2を繰り返して出現位置がブロックでふさがったり、一定時間内に消せないとゲームオーバー

通常、ブロックは下に遮るものがないと重力的な落下を行います。それによりフィールド上に配置されたブロックを瞬時に消すための思考力・判断力を求められるアクション性の高いパズルゲームとなっています。
（※ゲームによっては、非リアルタイムであったり、消去できないブロックが存在することもあります）

ズーキーパーの作り方

それでは、日本での Match-three game (マッチ3ゲーム) の代表とも言える、ズーキーパーの作り方を紹介します。

消去判定の作り方

落ち物パズルで重要なのが、ブロックをどのようにすると消すことができるのか、というルールの実装です。
このルールを実装するには、ゲームのフィールドに配置されているブロックの情報を2次元の配列で格納すると都合が良いです。
（後述しますが、この方法はツムツムを除きます）

例えば、ズーキーパーであれば、8×8のフィールドなので、8×8の二次元配列を用意します。

int blockList[8][8] = {
	{1,2,4,6,5,2,3,7},
	{1,3,3,1,5,1,3,4},
	{4,2,5,1,1,6,7,1},
	{2,4,2,3,1,2,2,1},
	{7,6,5,4,2,1,1,5},
	{3,5,2,1,7,7,2,5},
	{7,5,3,1,7,2,5,2},
	{3,1,3,7,1,3,4,6},
};

上記のデータは、ブロックが以下のように並んでいるイメージです。

なぜ、2次元配列でブロックの管理をするのかというと、ゲーム画面での表示は、ブロックのサイズの間隔で配置されるからです。例えば、ブロックの画面上のサイズが 32×32 ピクセルとすると、左上から、(0, 0), (32, 0), (64, 0), … という座標になります。この座標系では隣り合っているブロックを取得するには、少し面倒です。

そこで、2次元配列の座標系でブロックデータを扱うと、(0, 0), (1, 0), (2, 0), … というように、データへアクセスすることができてわかりやすくなって、プログラム上で処理の都合が良くなります。

ある程度プログラムをやるとわかることですが、「見た目の表示(=ユーザーインターフェース)」と「実際のデータ」との区別をしっかり行うと、役割分担が明確となり、プログラムの見通しが良くなります。

見た目の表示：画面上でのブロック表示
実際のデータ：2次元配列で管理しているブロックのデータ

では、この2次元配列を使って消去判定を行います。(x, y) = (4, 3) にあるブロックを (3, 3) に移動させると消せそうなので、この移動を行うとします。

すると以下のような配置になります。

このデータをもとに消去判定を行います。判定のアルゴリズムは、基準となる位置から「上下左右」に探索をするものとなります。

まず左から調べるとします。その場合、ブロックは違う色なのでこちらの方向には消すことができるブロックはない、という結果となります。

次に、上を調べます。すると同じ色なので消すことができる可能性があります。

なので、さらに上を調べます。

すると3つ同じ色が揃ったので消すことができます。

消すことができるブロックの情報は直接ブロック情報を書き換えるのではなく、同じサイズの2次元配列を別に用意して、そこに格納します。

// 消去判定用の2次元配列データ
int blockEraseList[8][8] = {
	{0,0,0,0,0,0,0,0},
	{0,0,0,1,0,0,0,0},
	{0,0,0,1,0,0,0,0},
	{0,0,0,1,0,0,0,0},
	{0,0,0,0,0,0,0,0},
	{0,0,0,0,0,0,0,0},
	{0,0,0,0,0,0,0,0},
	{0,0,0,0,0,0,0,0},
};

消去ブロックが複数ある場合は、このように情報を保持しておくと、余計な情報がないので消去処理が簡単にできます。このような感じで、上下左右を判定した後、消去対処が存在していれば消去処理を行います。

blockEraseList の要素が “1” であるものを消します。(3, 1), (3, 2), (3, 3) が消去対象なので、それぞれの実データ(ゲーム画面に表示している側のデータ)を “0” に置き換えました。

落下判定

消去ができたので、次は落下処理です。ブロックを落下させるために必要なのは、以下の情報です。

どのブロックを落下させるのか
ブロックをどこからどこへ落下させるのか

先ほどの図のような状態であれば、(3, 0) にある “6” を (3, 3) まで落下させる、ということを求める計算が必要になります。

方法としては、一番下の段にあるブロックから “0” のブロックを探します。そしてその段を調べ終わったら、1段ずつ上を調べていくようにします。

そして、 “0” を見つけたら、上方向を順番に調べます。先ほどの消去アルゴリズムと同様に、1マスずつ調べて、”0” でないブロックを見つけます。

上方向にブロックを見つけたので、以下の情報をどこかに格納しておきます。

対象: “6” のブロック
開始地点: (3, 0)
落下地点: (3, 3)

落下情報をすべて作成し終わったら、この情報を使って落下アニメーションを行います。なお、落下アニメーションなしで、とりあえず動かしたいのであれば、1フレームで落下を完了させても問題ありません。

さきほどの、ブロックの並びでは問題ないのですが、状況によっては、落下ブロックのさらに上にブロックが存在することもあります。（というか、かなりの確率でそうなることが多いですね）

少し図を変更しました。”6” の上に “4” が存在しています。”4″も一緒に落下させる計算をするためには、落下計算用の2次元配列を別途用意します。そして、落下ブロックが存在した場合は、そちらに落下済みのブロックを移動させます。

これにより、その上にあるブロックの落下位置を正しく計算できるようになります。

処理のまとめ

ここまでの処理ステップを図にまとめてみました。

▼処理ステップ
1. ブロック操作を行い、ブロックを移動する
2. 消去判定を行う。
a. 消去可能なブロックがあれば、3へ進む
b. 消去ブロックが存在しない場合は、1へ戻る
3. 消去処理を実行してブロックをフィールドから消す
4. 落下可能なブロックがあれば落下処理を行い、落下完了したら 2に戻る

以上が、落ち物パズルの基本的な作り方となります。マッチ3パズルであれば、おおよそ、この流れで実装できます。テトリスは消去判定よりもブロックの回転処理が少し面倒ですが、基本は同じです。

テトリスの作り方については以下のページにまとめました。

2021年10月25日テトリスの作り方

Godot Engine でマッチ3パズルのサンプルを作ってみました。サンプルコードを公開していて、そのコードを解説する記事となります。

2022年12月14日【Godot】マッチ3ゲームの実装サンプルと解説

あと、ぷよぷよは、直線だけでなくジグザグにもつながるので、上下左右のつながりを連続で判定することになります。

ツムツムの作り方

ツムツムは他の落ちものパズルと比べてやや特殊な作りです。

ブロックが格子状に並んでおらず、箱にボールを入れたような状態になるため、やや複雑な衝突処理を実装する必要があります。

ただ、「物理エンジン」があれば、ブロック落下時の衝突処理が簡単にできるため、ツムツムの実装が容易となります。特にUnityでは簡単に物理エンジンを扱うことができるので、Unity初心者向けの題材としても良いです。
もちろん、衝突処理を自作するのもとても勉強になるので、プログラムに自信のある方にはそこから作ってみてもよいでしょう。

ひとまず、ここでは落下処理を物理エンジンで実装するとして、消去ロジックの実装方法を紹介します。