[Android] 加速度センサーで球ころがし

加速度センサーを使った例としてよくあるのが、ボールがスマホの傾きで転がるゲーム性のあるアプリです。
　

Android Studio
2021.2.1

Accelerometer

前回は加速度センサーの値を取得する方法でしたが、それを応用した球ころがしをスマホを傾けることによりやって見たいと思います。
　
コードはAndroid Studioから取り出せるSampleの中の「Accelemrometer Play」からボールが転がる箇所を切り出して簡単にしたものです。
　
MainActivity.java

//package your.package.name;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.os.Handler;
import android.os.Looper;

public class MainActivity extends AppCompatActivity
        implements SensorEventListener {

    private SensorManager sensorManager;
    private CanvasView canvasView;

    private float sensorX;
    private float sensorY;
    private float sensorZ;

    private final int period = 100;

    // 'Handler()' is deprecated as of API 30: Android 11.0 (R)
    private final Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper());

    private Runnable runnable;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

        // Get an instance of the SensorManager
        sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);

        canvasView = new CanvasView(this, null);
        setContentView(canvasView);

        timerSet();
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        Sensor accel = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
        // Listenerの登録
        sensorManager.registerListener(this, accel, SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);
    }

    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();
        // Listenerを解除
        sensorManager.unregisterListener(this);
        stopTimerTask();
    }

    @Override
    public void onSensorChanged(SensorEvent event) {

        if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {
            sensorX = event.values[0];
            sensorY = event.values[1];
            sensorZ = event.values[2];
        }
    }

    private void timerSet(){
        runnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                canvasView.setPosition(sensorX,sensorY);
                handler.postDelayed(this, period);
            }
        };

        handler.post(runnable);
    }

    private void stopTimerTask(){
        handler.removeCallbacks(runnable);
    }

    @Override
    public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
    }
}

//package your.package.name;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import android.os.Bundle;

import android.hardware.Sensor;

import android.hardware.SensorEvent;

import android.hardware.SensorEventListener;

import android.hardware.SensorManager;

import android.os.Handler;

import android.os.Looper;

public class MainActivity extends AppCompatActivity

implements SensorEventListener {

private SensorManager sensorManager;

private CanvasView canvasView;

private float sensorX;

private float sensorY;

private float sensorZ;

private final int period = 100;

// 'Handler()' is deprecated as of API 30: Android 11.0 (R)

private final Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper());

private Runnable runnable;

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

// Get an instance of the SensorManager

sensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);

canvasView = new CanvasView(this, null);

setContentView(canvasView);

timerSet();

}

@Override

protected void onResume() {

super.onResume();

Sensor accel = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);

// Listenerの登録

sensorManager.registerListener(this, accel, SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);

}

@Override

protected void onPause() {

super.onPause();

// Listenerを解除

sensorManager.unregisterListener(this);

stopTimerTask();

}

@Override

public void onSensorChanged(SensorEvent event) {

if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {

sensorX = event.values[0];

sensorY = event.values[1];

sensorZ = event.values[2];

}

private void timerSet(){

runnable = new Runnable() {

@Override

public void run() {

canvasView.setPosition(sensorX,sensorY);

handler.postDelayed(this, period);

}

};

handler.post(runnable);

}

private void stopTimerTask(){

handler.removeCallbacks(runnable);

}

@Override

public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {

}

‘Handler()’ is deprecated as of API 30: Android 11.0 (R)

Android 11 からHandler()が非推奨になりました。Handlerがなくなったわけではありません、nullにならないようにする必要があるということです。
　
センサーの値を取り込むところは前のページでやった基本と同じです。
X, Y方向の値のみ取り出してCanvasでDrawします。
タイミングをある程度とりたいのでtimer.scheduleを使い100msec毎のセンサー値をCanvasに送ります。
　
CanvasView.java

//package your.package.name;

import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Color;
import android.graphics.Paint;
import android.util.AttributeSet;
import android.view.View;
import android.content.Context;

public class CanvasView extends View {

    private final Paint paint;
    private final Bitmap bmp;
    private float xpos;
    private float ypos;
    private float preX;
    private float preY;

    public CanvasView(Context context,  AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        paint = new Paint();

        bmp = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.ball);
    }

    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        // 背景、半透明
        canvas.drawColor(Color.argb(125, 0, 0, 255));

        canvas.drawBitmap(bmp, (int)(getWidth() / 2 + xpos),
                (int)(getHeight()/2+ypos), paint);

        // xpos, yposの座標表示
        //paint.setStyle(Paint.Style.FILL_AND_STROKE);
        //paint.setStrokeWidth(1);
        //paint.setTextSize(50);
        //paint.setColor(Color.argb(255, 255, 255, 255));
        //canvas.drawText("xpos: "+String.valueOf(xpos), 120, 600, paint);
        //canvas.drawText("ypos: "+String.valueOf(ypos), 120, 650, paint);

    }

    public void setPosition(float xp, float yp) {

        float dT = 0.8f;

        final float ax = -xp*2;
        final float ay = yp*2;

        xpos += preX*dT  + ax*dT*dT;
        preX += ax*dT;

        ypos += preY*dT  + ay*dT*dT;
        preY += ay*dT;

        // 再描画
        invalidate();
    }
}

//package your.package.name;

import android.graphics.Bitmap;

import android.graphics.BitmapFactory;

import android.graphics.Canvas;

import android.graphics.Color;

import android.graphics.Paint;

import android.util.AttributeSet;

import android.view.View;

import android.content.Context;

public class CanvasView extends View {

private final Paint paint;

private final Bitmap bmp;

private float xpos;

private float ypos;

private float preX;

private float preY;

public CanvasView(Context context, AttributeSet attrs) {

super(context, attrs);

paint = new Paint();

bmp = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.ball);

}

@Override

protected void onDraw(Canvas canvas) {

// 背景、半透明

canvas.drawColor(Color.argb(125, 0, 0, 255));

canvas.drawBitmap(bmp, (int)(getWidth() / 2 + xpos),

(int)(getHeight()/2+ypos), paint);

// xpos, yposの座標表示

//paint.setStyle(Paint.Style.FILL_AND_STROKE);

//paint.setStrokeWidth(1);

//paint.setTextSize(50);

//paint.setColor(Color.argb(255, 255, 255, 255));

//canvas.drawText("xpos: "+String.valueOf(xpos), 120, 600, paint);

//canvas.drawText("ypos: "+String.valueOf(ypos), 120, 650, paint);

}

public void setPosition(float xp, float yp) {

float dT = 0.8f;

final float ax = -xp*2;

final float ay = yp*2;

xpos += preX*dT + ax*dT*dT;

preX += ax*dT;

ypos += preY*dT + ay*dT*dT;

preY += ay*dT;

// 再描画

invalidate();

}

　
ボールの画像は適当な画像をres\drawableに入れて試してください。
　
また、ボールの座標を表示したい場合は drawText を使うと可能です。
　
<span data-mce-type="bookmark" style="display: inline-block; width: 0px; overflow: hidden; line-height: 0;" class="mce_SELRES_start"></span>

setPositionではセンサーの生データをフィルタリングしています。
ここはsampleでのやり方を参考にしています。

生データはちょっとした動きに過敏に反応するため
メディアンフィルターとローパスを組み合わせた方がいいようです

sampleでは時間的要素を加味していますが、今回timerを使っているのである程度等間隔と想定してその部分は簡略化しています。
この辺りは、描画時間の遅れを相殺するようにした方がいいでしょう。Unityでもそういったことをしています。