レイフォースのロックオンレーザーの挙動

#game

レイフォースという昔のシューティングゲームでは、通常ショットの他にロックオンレーザーという武器を使って攻撃する。ロックオンした数に応じてスコアが倍々になるという爽快感と、ロックを貯めてる間は敵が生きているため攻撃されるリスクとのジレンマという戦略性の楽しみがあった。

rayforce

ということはさておき、ロックオンレーザーのホーミング挙動を再現したい。

前口上

レイフォースはプレイ・グラフィック・ストーリー・サウンド・演出どれもよくできていて不朽の名作だ。その中でも一番の特徴としてロックオンレーザーがある。ロックオンレーザー（以降レーザー）はゲームプレイの戦略そのものに関わっていて、ゲームの中核といえる。

そんな重要度もさることながら、軌跡が綺麗でとてもそそられる。レーザーは自機の後方からいったん後ろに向かって発射され、ターゲットに一直線に向かうのではなく曲線を描いて回り込むように動く。この挙動がとても綺麗でどう動いているのかが興味深く不思議だった。

どうにか挙動を再現できないかと目コピであれこれ適当に自分で計算式をいじってみたけど全然ダメだった。なんとか挙動を再現すべく、最終手段としてアーケード基板のバイナリを解析することにした。

あれこれ解析した結果、ある程度挙動を把握できた。基本的な情報：

大まかにいうと「ターゲット方向に向かう目的速度と現在の速度との線形補間」になる。具体的には現在の位置$\vec{p}$からターゲット位置$\vec{q}$へのベクトルを$\vec{d} (= \vec{q} - \vec{p})$とすると、新しい速度は

$$ \vec{v}_{new} = \vec{v} + \left( c \cdot \frac{\vec{d}}{|\vec{d}|} - \vec{v} \right) \cdot \alpha $$

となる。 $c$ が目的速度（レイフォースでは48）、$\alpha$がブレンド率（一定ではなく発射から12フレームは1/16、それ以降はXYが1/32、Zが1/64）。

ターゲットとの距離が12ピクセル未満になった場合、着弾と判定される
着弾後はよりターゲット位置に収束する挙動に変更： $\vec{v}_{new} = \vec{v} + \frac{1}{2} (\frac{1}{2}\vec{d} - \vec{v}) $
14フレーム後に終了