はじめに
やりたいことがあるけどこれってどうすればいいの？という人向けの例文集。
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Logic再現系
Logicブロックの機能をLuaで再現するコード
pulse
1tick前の入力Bool値と比較することで入力値の変化した1tickだけtrueを返す。
prev_tick = false
function onTick()
value = input.getBool(1)
pulse = not (value == prev_tick)
output.setBool(1, pulse)
prev_tick=value
end
toggle
一つ上のpulseを利用し、保存値を反転させる。
※Lua内部の変数はマルチで同期されないため、マルチでは非同期バグが発生する可能性が非常に高いので要注意
prev_tick = false
function onTick()
value = input.getBool(1)
pulse = not (value == prev_tick)
output.setBool(1, pulse)
prev_tick = value
if pulse then
toggle = not toggle
end
end
timer
用途によって色々な方法がある。しかし例によって非同期バグの可能性があるため注意。
tickごとに増加する数値を用いて一定値以上でON/OFFを出力する
time = 0
tick = 120
function onTick()
time = time + 1
TON = time > tick
TOFF = time < tick
end
clamp
数値に制限を掛けたいときに使用
value = math.max(math.min(value,MAX),MIN)
MIN < value < MAXとなる
PID
個人的に作ったものなので挙動がおかしくなる可能性があります
修正大歓迎
ゲイン調整などはこちらへ
local PID = {
new = function(kp, ki, kd, dt)
local self = {
kp = kp,
ki = ki,
kd = kd,
dt = dt,
prev_error = 0,
integral = 0,
output = 0,
}
function self:update(target, current)
local error = target - current
local derivative = (error - self.prev_error) / self.dt
self.integral = self.integral + error * self.dt
self.output = self.kp * error + self.ki * self.integral + self.kd * derivative
self.prev_error = error
return self.output
end
return self
end
}
-- Example
local Gain_P = 1
local Gain_I = 0
local Gain_D = 1
local Gain_dt = 1
local SetPoint = 0 --目標値
local ProcessVariable = 1 --現在値
local PID_Control = PID.new(Gain_P,Gain_I,Gain_D,Gain_dt)
local Output = PID_Control:update(SetPoint,ProcessVariable)
文字数削減系
スペース消し
余計なスペースを消すだけだが必要なスペースは残すこと。
左下のボタンで構文チェックができるので活用しよう。
入出力系の短縮
クラス名を短縮できる。入出力系は非常に文字数がかさむので短縮の効果がかなり高い。ついでにコードの打ち込みの時間も短縮できる。
大体3回以上使うならば圧縮した方が得である。
i,o=input,output
gn,gb,sn,sb=i.getNumber,i.getBool,o.setNumber,o.setBool
function onTick()
A=gn(1)
B=input.getNumber(1)
end
実行するとA=Bとなる。
mathの短縮
同上。
m=math
sin,cos,abs,pi=m.sin,m.cos,m.abs,m.pi
function onTick()
A=sin(pi)
B=math.sin(math.pi)
end
実行するとA=Bとなる。
クラス短縮系
同様に、property、screen、string、mapなども短縮できる。てかできないことある？
三項演算子もどき
Bool値のTrue/Falseで数値を切り替えたいとき、if文よりも短く書ける。
A=true num1=100 num2=200 B=A and num1 or num2
A=trueのときB=num1、falseのときB=num2となる
変数名の短縮
様々な観点からあまりよろしくはないが文字数を節約できる。
可読性を無視するなら変数を出現頻度順に並び変えて頻度順にa,b,c,d,...,aa,ab,ac,...と置き換えておけばよい。Luaブロックのレイテンシの為に1つに収めたいなどよっぽどのことがない限りやめた方がいい。
- ある程度可読性を維持するために
どこかに変数名と機能(中身)をコメントアウトしておくa=1--エンジン用PIDのPゲイン b=0.1--Iゲイン c=2--Dゲイン
機能(中身)の頭文字を使うER=input.getNumber(1)--Engine RPS FT=AT*0.5 --Fuel manuhold Throttle
番号を付けるER1=input.getNumber(1)--1st Engine RPS ER2=input.getNumber(2)--2nd Engine RPS
for文
同じ動作を複数行う場合に有効。Tableと組み合わせるとさらに強力。
Table.Bool = {}
Table.Number = {}
function onTick()
for i=1,32 do
Table.Bool[i]=input.getBool(i)
Table.Number[i]=input.getNumber(i)
end
--何らかの処理
for i=1,32 do
output.setBool(i,Table.Bool[i])
output.setNumber(i,Table.Number[i])
end
end
これで入出力が完結する。上と組み合わせるとさらに文字数を圧縮できる
行列演算
StormWorks Luaには行列(テーブル)の演算が実装されていないため、自力で実装する必要がある。おのメタ
※作成中
和
積
行列の乗算 (A * B)
A: m x n, B: n x p
戻り値: m x p の行列
function multiply(A, B)
local m = #A
local n = #A[1]
local p = #B[1]
-- Bの列数がAの行数と一致するか (n == #B)
if n ~= #B then
-- なんらかのエラー処理
end
local C = {}
for i = 1, m do
C[i] = {}
for j = 1, p do
local sum = 0
for k = 1, n do
sum = sum + A[i][k] * B[k][j]
end
C[i][j] = sum
end
end
return C
end
転置
行列の転置 (A^T)
A: m x n の行列 (テーブルのテーブル)
戻り値: n x m の行列
local function transpose(A)
local m = #A
local n = #A[1]
local At = {}
for j = 1, n do
At[j] = {}
for i = 1, m do
At[j][i] = A[i][j]
end
end
return At
end
逆行列
2x2行列の逆行列
M: {{a, b}, {c, d}}
戻り値: M^-1
local function invert2x2(M)
local a = M[1][1]
local b = M[1][2]
local c = M[2][1]
local d = M[2][2]
-- 行列式 (Determinant)
local det = a * d - b * c
if math.abs(det) < 1e-10 then
-- 行列式がほぼ0の場合、逆行列は存在しない（または不安定）
-- なんらかのエラー処理
end
local invDet = 1.0 / det
local M_inv = {
{ invDet * d, invDet * -b },
{ invDet * -c, invDet * a }
}
return M_inv
end
スカラー倍
要素積
べき乗
その他便利系
フィジックスセンサーのオイラー角から自機の府仰角、方位角、回転角を求める方法
回転行列を作り、計算する
-- フィジックスセンサーからオイラー角を取得
local euler_x = input.getNumber(4)
local euler_y = input.getNumber(5)
local euler_z = input.getNumber(6)
-- 各軸周りの回転に対するsinとcosを計算
local cos_x = math.cos(euler_x)
local sin_x = math.sin(euler_x)
local cos_y = math.cos(euler_y)
local sin_y = math.sin(euler_y)
local cos_z = math.cos(euler_z)
local sin_z = math.sin(euler_z)
-- 回転行列 (Rotation Matrix) を計算
local RotationMatrix = {
{
cos_y * cos_z,
sin_x * sin_y * cos_z - cos_x * sin_z,
cos_x * sin_y * cos_z + sin_x * sin_z
},
{
cos_y * sin_z,
sin_x * sin_y * sin_z + cos_x * cos_z,
cos_x * sin_y * sin_z - sin_x * cos_z
},
{
-sin_y,
sin_x * cos_y,
cos_x * cos_y
}
}
-- 回転行列から各角度を抽出
-- 仰角
local Elevation = math.asin(RotationMatrix[2][3])
-- 方位角
local Azimuth = math.atan(RotationMatrix[1][3], RotationMatrix[3][3])
-- 回転角
local Roll = math.atan(RotationMatrix[1][2], RotationMatrix[2][2])
Switch
C++におけるswitch-case、Pythonでいうところのmatch-caseです。階層的な処理をifよりも比較的きれいに書けます。
--本体
local function switch(value)
return function(cases)
local case = cases[value] or cases.default
if case then
return case(value)
else
error(string.format("Invalid case (%s)", value), 2)
end
end
end
--例
switch(Mode) {
[1] = function()
--Modeが1の場合の処理
end,
[2] = function()
--Modeが2の場合の処理
end,
[3] = function()
--Modeが3の場合の処理
end,
["A"] = function()
--Modeが"A"の場合の処理
end,
["B"] = function()
--Modeが"B"の場合の処理
end,
["C"] = function()
--Modeが"C"の場合の処理
end,
default = function()
--Modeが上記のどれにも当てはまらない場合の処理
end
}
switch(1) --1の処理が実行される
switch("A") --"A"の処理が実行される