PICO-8 とは

PICO-8 は「ファンタシー・コンソール」で、楽しく遊べる小さな仮想マシン環境です。まずは PICO-8 公式ページを開き、トップページにあるデモで遊んでみると、だいたい感覚がつかめるかとおもいます。

有料($14.99)ですが、作成されたゲームやソフトウェアを実行するのは無料です。とてもシンプルな環境で、開発環境も実行環境も統合されているため、プログラミング入門には最適かとおもいます。

以下は関連リソースです。良質な入門記事が多い印象。

ちなみに似た方向性をもつ環境は幾つかあります。以前にご紹介した記事は以下なのですが、だいたいの雰囲気はつかんでいただけるかとおもいます。

デモを試してみる

ネット上に数多くのPICO-8ソフト(カートリッジ)があるため忘れられがちですが、PICO-8 自体に幾つかのデモ(サンプルカートリッジ)が用意されています。

マニュアルから抜粋しますが、PICO-8 を起動し、コンソールから以下のコマンドを入力すると利用できます。

INSTALL_DEMOS
CD DEMOS

DIR すると一覧が表示されます。バージョンによって異なるかもしれませんが、以下のようなデモがあるはず。

プログラム名	説明
HELLO	PICO-8からの挨拶
API	PICO-8の主要機能のデモ
JELPI	2プレイヤー対応のプラットフォーム型ゲームデモ
CAST	2.5Dレイキャスト描画デモ
MANDEL	マンデルブロー描画
COLLIDE	壁とキャラクターの衝突判定サンプル
BUTTERFLY	シェルピンスキーのフラクタル三角形描画
DRIPPY	液体のように滴る曲線の描画
STOMPY	音楽カートリッジ

最初の HELLO デモを実行してみましょう。

実行すると以下のような表示になります。ESC キーで終了し、コンソールに戻ります。

衝突判定サンプルの COLLIDE なども楽しいですね。

HELLO サンプル

いちばん簡単そうな HELLO サンプルの中身を見て、理解していきましょう。今回利用するのは PICO-8 v0.2.5g です。

元のコード

まずは HELLO サンプルの Lua ソースコードを見てみましょう。

HELLO

-- hello world
-- by zep

music(0)

function _draw()
	cls()
	
	-- for each color
	-- (from pink -> white)
	
	for col = 14,7,-1 do
		
		-- for each letter
		for i=1,11 do
		
			-- t() is the same as time()
			t1 = t()*30 + i*4 - col*2
			
			-- position
			x = 8+i*8     +cos(t1/90)*3
			y = 38+(col-7)+cos(t1/50)*5
			pal(7,col)
			spr(16+i, x, y)
		end
 end
	
	print("this is pico-8",
	 37, 70, 14) 
	print("nice to meet you",
	 34, 80, 12) 
	spr(1, 64-4, 90) -- ♥
end

そしてスプライト定義はこちらです。

短縮版のコード

上記コードからコメントと改行を削除してみました。結果、ギリで1画面に収まっています。

基本的な表示を理解してみる

HELLO WORLD 文字列のアニメーションが面白いわけですが、まずはこの動きを止めて、基本的な表示部分を確認しましょう。以下の赤枠の部分をコメントアウトします。

※ -- 以降がコメント文となり処理されません

RUN で実行すると、以下のようにアニメーションが止まった画面が表示されます。

HELLO WORLD 以外の部分から見ていきましょう。左が短縮したコートで、右がその実行画面です。

① の _DRAW() 関数は PICO-8 での標準のお作法で、画面更新に関する表示ロジックはこの関数内で記述します。

【補足】同様に定期的に呼ばれる関数に _UPDATE() がありますが「_draw関数は通常30fpsで呼ばれますが、間に合わない場合、PICO-8は15fpsで画面更新を行い、代わりに1回の表示ごとに_update関数を2回呼びます。」と説明があり、こちらは内部処理に適しているとおもわれます。

②と③はテキストメッセージの表示ですね。最後の引数が色の指定で、以下 PICO-8 API 早見表から転載します。

④ はスプライト表示ですね。最初の引数 1 がハートのスプライト定義を指定しています。

HELLO WORLD 表示部を理解してみる

さて、ちょっと複雑な HELLO WORLD 表示部をみていきましょう。ここですね。

※ 見やすくするためコメントアウトしたコードを削除しています

この表示部ですが、2段階の FOR ループで構成されていますね。最初(外側)のループは制御変数が COL で、値を「14から7まで」変化させています。これは表示色を制御しています。

試しに、このループにおける値の変化を「14から7まで」でなく、「14から9まで」に変更してみましょう。上の表示色の表から、結果が予想できますか？実行してみます。

予想通りでしたでしょうか？修正の結果、表示色7である白色と、表示色8である赤色の HELLO WORLD 表示が消えたことを確認できます。

【補足】このループでは -1 を指定して、「7から14まで」ではなく「14から7まで」の逆順でループを回しています。これは後で表示するほうが優先されるため、下から順に表示していき、白の HELLO WORLD 文字列が最後に表示される、つまり他の色に上書きされるようにしています。

さて、2番目(内側)のループは制御変数が I で、値を「1から11まで」変化させています。これは HELLO WORLD 各文字の表示を制御しています。間のスペースまで数えると、11文字ありますね。

試しに、このループにおける値の変化を「1から11まで」でなく、「1から8まで」に変更してみましょう。3文字ぶん減るわけですが、結果が予想できますか？実行してみます。

予想通りでしたでしょうか？修正の結果、HELLO WORLD の最後の RLD 部分が表示されなくなったことを確認できます。

もう少し見ていきましょう。各文字の横の表示位置 X を計算している部分に注目します。ここの I*8 を I*10 に変更したらどうなるでしょう？

結果として、HELLO WORLD の文字間隔が広がりましたね。右の実行画面のほうに注目して欲しいのですが、H 文字から次の E 文字までの距離を計算しているのが I*8 の部分です。この幅が8ピクセルありました。ここを I*10 と変更したので、この幅が10ピクセルに増え、結果として文字間隔が広くなったのです。

なお PICO-8 において、標準のスプライトの大きさは 8x8 ピクセルです。なので I*8 で8ピクセルごとに横にズラして、画面上でちょうど良い感じで並ぶわけです。最初のスプライト定義部分をみるとわかるのですが、今回のサンプルにおいて、文字データは右の1ピクセルを使わないでデザインされています。なので I*7 として7ピクセルごとに横に並べると、隙間ない感じで表示できたりします。

この章はやたら長くなってしまいましたが、最後に各文字の縦の表示位置 Y を計算している部分もみておきましょう。各色の縦位置が1ピクセルしかズレておらず、重なっていますので、3ピクセルごとの表示にしてみます。

結果は想像通りでしたでしょうか？縦の差がかなり広がって、各色がわかりやすくなりましたね。

以上で、基本的な表示部分の説明は終わりです。

HELLO WORLD を動かそう

さて、もう一度、完全な状態の HELLO デモを見てみましょう。HELLO WORLD の動きが面白いですよね。

さて、この動きは以下の計算部分で実現されています。t() もしくは time() は「最後に起動してからの経過秒を返す」関数です。

t1 = t()*30 + i*4 - col*2
x = 8+i*8     +cos(t1/90)*3
y = 38+(col-7)+cos(t1/50)*5

まず、この 't()' 関数の影響を無くしてみましょう。T()*30 とある部分を T()*0 と書き換えます。0を掛けることで値は常に0となり、プログラム実行直後の状態から時間が進まない感じになります。

さて、ここからは実際のロジックの説明になるのですが、三角関数(sin(), cos()) の説明からはじめると更に長くなってしまいます。ここでは三角関数を「-1 から 1 の範囲で移動する値を返す関数」としてとらえましょう。

具体的には、ある座標 X を求めるときに、以下のようなロジックが良い感じで働く、ぐらいの理解でいきましょう。

-- T: 時間変化
-- DT: 変化速度(大きいほど遅い)
-- C: 中心点となる座標
-- W: 移動できる範囲
X = C + COS(T / DT) * W

例えば今回のサンプルで DT に相当する部分を倍にしてみると、

動作が1/2にスローダウンするのがわかるとおもいます。

【補足】この例はちょっと手抜きで、本来はその前にある部分もあわせて T1 = T()*30 + I*8 - COL*4 と修正しないと動きの幅が減ります

さて、せっかく三角関数を使っているので、最後は、その特徴を生かした修正をして遊んでみましょう。X のほうを sin() 関数にして、変化量も Y とあわせてみます。

SIN() と COS() の組み合わせ、三角関数といえば円運動ですよね！

皆さんも、この HELLO サンプルの X Y 座業の計算式など変更して、いろいろ遊んでみてください。

というわけで

PICO-8 楽しいですよね。

HELLO サンプルの説明だけで今回の投稿が終わってしまいました。プログラミング初心者の方を想定して書いてみたので、経験者の方には冗長、かつあまり情報量はなかったと思います…

PICO-8 ぐらいの限定された環境のほうが、プログラミング入門には適している気がしています。ですので興味があれば、ぜひ購入して、いろいろ試していただければとおもいます。

私も学習を兼ねて、引き続き PICO-8 公式サンプルを読み解いていく予定です。余裕があれば、今回のように簡単な解説を書くかもしれません。あまり期待せずお待ちいただければ幸いです。

それではまた！