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@HnniTns(Tns Hnni)

イージング関数一覧【C++】

Last updated at Posted at 2020-09-05

イージングって？

　そもそも、イージング自体についてですが、既に知っているならとばしてください。
　一言でいうと「動きを滑らかにする」ものです。それだけです。もっと詳しい詳細はこのサイトで紹介されています。

紹介

　早速紹介していきます。といっても、プログラムコードをのせるだけなので「この関数はどのいう動きをするの？」については、このサイトで全部紹介されているので、実際に使う際はこのサイトを見ながら使う関数を決めて下さい。

プログラムコード

　このプログラムコードはC++14以上で使用可能ですが、出来ればC++17環境で使うことを推奨します1。他の言語については適度その言語に合わせて置き換えて下さい。
　このプログラムコード自体はこのサイトを元にしたのですが、いつの間にか削除されてしまい見れない状態で、他にイージング関数のプログラムコード一覧が無いので掲載するに至りました(勿論探せばあるかもしれませんが...)2。

Easing.h
// イージング関数
struct Easing
{
private:
	template <class Ty = double>
	static constexpr Ty Pai{ static_cast<Ty>(3.141592653589793) }; // 円周率

	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _0 = static_cast<Ty>(0);
	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _0_5 = static_cast<Ty>(0.5);
	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _0_75 = static_cast<Ty>(0.75);
	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _0_9375 = static_cast<Ty>(0.9375);
	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _0_984375 = static_cast<Ty>(0.984375);

	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _1 = static_cast<Ty>(1);
	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _1_5 = static_cast<Ty>(1.5);
	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _1_525 = static_cast<Ty>(1.525);

	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _2 = static_cast<Ty>(2);
	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _2_25 = static_cast<Ty>(2.25);
	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _2_5 = static_cast<Ty>(2.5);
	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _2_625 = static_cast<Ty>(2.625);
	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _2_75 = static_cast<Ty>(2.75);

	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _7_5625 = static_cast<Ty>(7.5625);

	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _10 = static_cast<Ty>(10);

	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _180 = static_cast<Ty>(180);

	template<typename Ty>
	static constexpr Ty _90 = static_cast<Ty>(90);

private:
	template<class Ty>
	[[nodiscard]] static inline Ty ToRadian(const Ty angle)
	{
		return static_cast<Ty>(angle * Pai<Ty> / _180<Ty>);
	}

	template<typename Ty>
	[[nodiscard]] static inline bool AdjEqual(const Ty epsilon_num, const Ty num)
	{
		constexpr auto Fabs{ [](const Ty num) constexpr {
			if (num > _0<Ty>) return num; else return -num;
		} };

		static constexpr auto Epsilon{ std::numeric_limits<Ty>::epsilon() };
		auto dis{ Fabs(epsilon_num - num) };

		return (dis <= Epsilon);
	}

public:

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InQuad(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time /= totaltime;

		return max * time * time + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty OutQuad(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time /= totaltime;

		return -max * time * (time - _2<Ty>) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InOutQuad(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time /= totaltime;

		if (time / _2<Ty> < _1<Ty>)
			return max / _2<Ty> * time * time + min;

		--time;

		return -max * (time * (time - _2<Ty>) - _1<Ty>) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InCubic(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time /= totaltime;

		return max * time * time * time + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty OutCubic(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time = time / totaltime - _1<Ty>;

		return max * (time * time * time + _1<Ty>) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InOutCubic(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time /= totaltime;

		if (time / _2<Ty> < _1<Ty>)
			return max / _2<Ty> * time * time * time + min;

		time -= _2<Ty>;

		return max / _2<Ty> * (time * time * time + _2<Ty>) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InQuart(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time /= totaltime;

		return max * time * time * time * time + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty OutQuart(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time = time / totaltime - _1<Ty>;

		return -max * (time * time * time * time - _1<Ty>) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InOutQuart(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time /= totaltime;

		if (time / _2<Ty> < _1<Ty>)
			return max / _2<Ty> * time * time * time * time + min;

		time -= _2<Ty>;

		return -max / _2<Ty> * (time * time * time * time - _2<Ty>) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InQuint(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time /= totaltime;

		return max * time * time * time * time * time + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty OutQuint(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time = time / totaltime - _1<Ty>;

		return max * (time * time * time * time * time + _1<Ty>) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InOutQuint(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time /= totaltime;

		if (time / _2<Ty> < _1<Ty>)
			return max / _2<Ty> * time * time * time * time * time + min;

		time -= _2<Ty>;

		return max / _2<Ty> * (time * time * time * time * time + _2<Ty>) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InSine(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;

		return -max * std::cos(time * ToRadian(_90<Ty>) / totaltime) + max + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty OutSine(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;

		return max * std::sin(time * ToRadian(_90<Ty>) / totaltime) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InOutSine(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;

		return -max / _2<Ty> * (std::cos(time * Pai<Ty> / totaltime) - 1) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InExp(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;

		return  AdjEqual<Ty>(time, _0<Ty>) ?
			min :
			max * std::pow(_2<Ty>, _10<Ty> * (time / totaltime - _1<Ty>)) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty OutExp(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;

		return AdjEqual<Ty>(time, totaltime) ?
			max + min :
			max * (-std::pow(_2<Ty>, -_10<Ty> * time / totaltime) + _1<Ty>) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InOutExp(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		if (AdjEqual<Ty>(time, _0<Ty>))
			return min;

		if (AdjEqual<Ty>(time, totaltime))
			return max;

		max -= min;
		time /= totaltime;

		if (time / _2<Ty> < _1<Ty>)
			return max / _2<Ty> * std::pow(_2<Ty>, _10<Ty> * (time - _1<Ty>)) + min;

		--time;

		return max / _2<Ty> * (-std::pow(_2<Ty>, -_10<Ty> * time) + _2<Ty>) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InCirc(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time /= totaltime;
		time = (std::max)((std::min)(time, _1<Ty>), -_1<Ty>);


		return -max * (std::sqrt(_1<Ty> -time * time) - _1<Ty>) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty OutCirc(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time /= (totaltime - _1<Ty>);
		time = (std::max)((std::min)(time, _1<Ty>), -_1<Ty>);


		return max * std::sqrt(_1<Ty> -time * time) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InOutCirc(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time /= totaltime;
		time = (std::max)((std::min)(time, _1<Ty>), -_1<Ty>);


		if (time / _2<Ty> < _1<Ty>)
			return -max / _2<Ty> * (std::sqrt(_1<Ty> -time * time) - _1<Ty>) + min;

		time -= _2<Ty>;

		return max / _2<Ty> * (std::sqrt(_1<Ty> -time * time) + _1<Ty>) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InBack(Ty time, Ty totaltime, Ty back, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time /= totaltime;

		return max * time * time * ((back + _1<Ty>) * time - back) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty OutBack(Ty time, Ty totaltime, Ty back, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time = time / totaltime - _1<Ty>;

		return max * (time * time * ((back + _1<Ty>) * time * back) + _1<Ty>) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InOutBack(Ty time, Ty totaltime, Ty back, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		back *= _1_525<Ty>;

		if (time / _2<Ty> < _1<Ty>)
			return max * (time * time * ((back + _1<Ty>) * time - back)) + min;

		time -= _2<Ty>;

		return max / _2<Ty> * (time * time * ((back + _1<Ty>) * time + back) + _2<Ty>) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty OutBounce(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		max -= min;
		time /= totaltime;

		if (time < _1<Ty> / _2_75<Ty>)
			return max * (_7_5625<Ty> * time * time) + min;

		else if (time < _2<Ty> / _2_75<Ty>)
		{
			time -= _1_5<Ty> / _2_75<Ty>;

			return max * (_7_5625<Ty> * time * time + _0_75<Ty>) + min;
		}
		else if (time < _2_5<Ty> / _2_75<Ty>)
		{
			time -= _2_25<Ty> / _2_75<Ty>;

			return max * (_7_5625<Ty> * time * time + _0_9375<Ty>) + min;
		}
		else
		{
			time -= _2_625<Ty> / _2_75<Ty>;

			return max * (_7_5625<Ty> * time * time + _0_984375<Ty>) + min;
		}
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InBounce(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		return max - OutBounce<Ty>(totaltime - time, totaltime, max - min, _0<Ty>) + min;
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty InOutBounce(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		if (time < totaltime / _2<Ty>)
		{
			return InBounce<Ty>(time * _2<Ty>, totaltime, max - min, max) * _0_5<Ty> +min;
		}
		else
		{
			return OutBounce<Ty>(time * _2<Ty> -totaltime, totaltime, max - min, _0<Ty>) * _0_5<Ty> +min + (max - min) * _0_5<Ty>;
		}
	}

	template<typename Ty = float>
	[[nodiscard]] static inline Ty Linear(Ty time, Ty totaltime, Ty max = _1<Ty>, Ty min = _0<Ty>)
	{
		return (max - min) * time / totaltime + min;
	}
};

最後に

　特に言うことは無いんですが、上記を自由にコピペして自分のプログラムコードに取り入れて下さい。

  1. [[nodiscard]] を使用しているためです。詳細はこのサイトを見て下さい。 ↩

  2. 以前の記事を載せていた方ありがとうございました。自分はアレンジと一部修正を加えただけなので、もし問題があるなら言ってください。 ↩

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