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GameActivity を使ってみる Android Game Development Kit の一部。

このガイドでは、Android ゲームで GameActivity をセットアップして統合し、イベントを処理する方法について説明します。

GameActivity は、重要な API を使用するプロセスを単純化することにより、C または C++ のゲームを Android に組み込む作業を支援します。以前は、ゲーム用として NativeActivity クラスが推奨されていました。GameActivity はそれに代わるゲーム用の推奨クラスであり、API レベル 19 と下位互換性があります。

GameActivity を統合するサンプルについては、games-samples リポジトリをご覧ください。

はじめに

ディストリビューションの入手については、GameActivity のリリースをご覧ください。

ビルドをセットアップする

Android では、Activity はゲームのエントリポイントとして機能するだけでなく、内部に描画できる Window も提供します。多くのゲームは、独自の Java クラスまたは Kotlin クラスでこの Activity を拡張して NativeActivity の制限を克服する一方で、JNI コードを使用して C または C++ ゲームのコードにブリッジします。

GameActivity は次の機能を提供します。

AppCompatActivity からの継承により、Android Jetpack アーキテクチャコンポーネントを使用できるようにします。
他の Android UI 要素とのやり取りを可能にする SurfaceViewへのレンダリングを行います。
Java アクティビティイベントを処理します。これにより、C インターフェースを介して任意の Android UI 要素（EditText、WebView、Ad など）をゲームに統合できます。
NativeActivity に似た C API と android_native_app_glue ライブラリを提供します。

GameActivity は Android Archive（AAR）として配布されます。この AAR には、AndroidManifest.xml で使用する Java クラスと、GameActivity の Java 側をアプリの C/C++ 実装に接続する C および C++ ソースコードが含まれています。GameActivity 1.2.2 以降を使用している場合は、C/C++ 静的ライブラリも提供されます。該当する場合は、ソースコードではなく静的ライブラリを使用することをおすすめします。

ネイティブライブラリとソースコードを CMake プロジェクトまたは NDK ビルドに公開する Prefab を通じて、これらのソースファイルまたは静的ライブラリをビルドプロセスの一部として組み込みます。

Jetpack Android Games のページに記載されている手順に沿って、GameActivity ライブラリの依存関係をゲームの build.gradle ファイルに追加します。
Android プラグインバージョン（AGP）4.1 以上で次の操作を行って Prefab を有効にします。
- モジュールの build.gradle ファイルの android ブロックに次の行を追加します。
```
buildFeatures {
    prefab true
}
```
- Prefab のバージョンを選び、gradle.properties ファイルに設定します。
```
android.prefabVersion=2.0.0
```
以前の AGP バージョンを使用している場合は、Prefab のドキュメントで対応する設定手順をご確認ください。
次のように、C/C++ 静的ライブラリまたは C/C++ ソースコードをプロジェクトにインポートします。
静的ライブラリ
プロジェクトの CMakeLists.txt ファイルで、game-activity 静的ライブラリを game-activity_static prefab モジュールにインポートします。
```
find_package(game-activity REQUIRED CONFIG)
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} PUBLIC log android
game-activity::game-activity_static)
```
ソースコード
プロジェクトの CMakeLists.txt ファイルで、game-activity パッケージをインポートしてターゲットに追加します。game-activity パッケージには libandroid.so が必要なため、ない場合はこれもインポートする必要があります。
```
find_package(game-activity REQUIRED CONFIG)
...
target_link_libraries(... android game-activity::game-activity)
```
また、プロジェクトの CmakeLists.txt に GameActivity.cpp、GameTextInput.cpp、android_native_app_glue.c ファイルを含めます。

Android がアクティビティを起動する仕組み

Android システムは、アクティビティライフサイクルの特定の段階に対応するコールバックメソッドを呼び出すことにより、アクティビティインスタンス内でコードを実行します。Android がアクティビティを起動してゲームを開始するためには、Android マニフェストで適切な属性を使用してアクティビティを宣言する必要があります。詳しくは、アクティビティの概要をご覧ください。

Android マニフェスト

すべてのアプリプロジェクトでは、プロジェクトのソースセットのルートに AndroidManifest.xml ファイルを配置する必要があります。マニフェストファイルは、アプリに関する重要な情報を Android ビルドツール、Android オペレーティングシステム、Google Play に提供します。これには、以下が含まれます。

パッケージ名とアプリ ID。Google Play でゲームを一意に識別するために使用されます。
アプリコンポーネント。アクティビティ、サービス、ブロードキャストレシーバ、コンテンツプロバイダなどがあります。
権限。システムまたは他のアプリの保護された領域にアクセスするために使用されます。
デバイスの互換性。これによってゲームのハードウェア要件とソフトウェア要件が規定されます。
GameActivity と NativeActivity のネイティブライブラリ名（デフォルトは libmain.so）。

ゲームに GameActivity を実装する

メインアクティビティ Java クラス（AndroidManifest.xml ファイル内の activity 要素で指定されたクラス）を作成または指定します。このクラスを変更して、com.google.androidgamesdk パッケージからの GameActivity を拡張します。
```
import com.google.androidgamesdk.GameActivity;

public class YourGameActivity extends GameActivity { ... }
```

静的ブロックを使用してネイティブライブラリが起動時に読み込まれることを確認します。

public class EndlessTunnelActivity extends GameActivity {
  static {
    // Load the native library.
    // The name "android-game" depends on your CMake configuration, must be
    // consistent here and inside AndroidManifect.xml
    System.loadLibrary("android-game");
  }
  ...
}

ネイティブライブラリ名がデフォルトの名前（libmain.so）以外の場合は、AndroidManifest.xml に追加します。
```
<meta-data android:name="android.app.lib_name"
 android:value="android-game" />
```

android_main を実装する

android_native_app_glue ライブラリは、メインスレッドでのブロックを防止する目的で、ゲームが GameActivity のライフサイクルイベントを別のスレッドで管理するために使用するソースコードライブラリです。このライブラリを使用する場合は、タップ入力イベントなどのライフサイクルイベントを処理するコールバックを登録します。GameActivity アーカイブには独自のバージョンの android_native_app_glue ライブラリが含まれているため、NDK リリースに含まれるバージョンは使用できません。NDK に含まれる android_native_app_glue ライブラリをゲームで使用している場合は、GameActivity バージョンに切り替えます。

プロジェクトに android_native_app_glue ライブラリのソースコードを追加すると、このライブラリは GameActivity とやり取りします。android_main という関数を実装します。この関数は、ライブラリによって呼び出され、ゲームのエントリポイントとして使用されます。この関数には android_app という構造体が渡されます。これは、ゲームやエンジンによって異なる場合があります。次の例をご覧ください。
```
#include <game-activity/native_app_glue/android_native_app_glue.h>

extern "C" {
    void android_main(struct android_app* state);
};

void android_main(struct android_app* app) {
    NativeEngine *engine = new NativeEngine(app);
    engine->GameLoop();
    delete engine;
}
```

メインのゲームループで android_app を処理し、NativeAppGlueAppCmd で定義されているアプリサイクルイベントのポーリングや処理などを行います。たとえば、次のスニペットは関数 _hand_cmd_proxy を NativeAppGlueAppCmd ハンドラとして登録し、アプリサイクルイベントをポーリングして、登録したハンドラ（android_app::onAppCmd 内）にそれらのイベントを処理のために送信します。

void NativeEngine::GameLoop() {
  mApp->userData = this;
  mApp->onAppCmd = _handle_cmd_proxy;  // register your command handler.
  mApp->textInputState = 0;

  while (1) {
    int events;
    struct android_poll_source* source;

    // If not animating, block until we get an event;
    // If animating, don't block.
    while ((ALooper_pollAll(IsAnimating() ? 0 : -1, NULL, &events,
      (void **) &source)) >= 0) {
        if (source != NULL) {
            // process events, native_app_glue internally sends the outstanding
            // application lifecycle events to mApp->onAppCmd.
            source->process(source->app, source);
        }
        if (mApp->destroyRequested) {
            return;
        }
    }
    if (IsAnimating()) {
        DoFrame();
    }
  }
}

詳細については、エンドレストンネル NDK の実装例をご覧ください。次のセクションで説明するように、主な違いはイベントの処理方法にあります。

イベントを処理する

入力イベントがアプリに届くようにするには、イベントフィルタを作成し、android_app_set_motion_event_filter と android_app_set_key_event_filter で登録します。デフォルトでは、native_app_glue ライブラリは SOURCE_TOUCHSCREEN 入力からのモーションイベントのみを許可します。詳しくは、リファレンスドキュメントと android_native_app_glue の実装コードをご確認ください。

入力イベントを処理するには、ゲームループで android_app_swap_input_buffers() を使用して android_input_buffer への参照を取得します。入力イベントには、前回のポーリング以降に発生したモーションイベントとキーイベントが含まれます。含まれるイベントの数は、それぞれ motionEventsCount と keyEventsCount に格納されています。

ゲームループ内で反復処理により各イベントを処理します。次のコード例では、motionEvents に対する反復処理により、それらを handle_event で処理しています。

android_input_buffer* inputBuffer = android_app_swap_input_buffers(app);
if (inputBuffer && inputBuffer->motionEventsCount) {
    for (uint64_t i = 0; i < inputBuffer->motionEventsCount; ++i) {
        GameActivityMotionEvent* motionEvent = &inputBuffer->motionEvents[i];

        if (motionEvent->pointerCount > 0) {
            const int action = motionEvent->action;
            const int actionMasked = action & AMOTION_EVENT_ACTION_MASK;
            // Initialize pointerIndex to the max size, we only cook an
            // event at the end of the function if pointerIndex is set to a valid index range
            uint32_t pointerIndex = GAMEACTIVITY_MAX_NUM_POINTERS_IN_MOTION_EVENT;
            struct CookedEvent ev;
            memset(&ev, 0, sizeof(ev));
            ev.motionIsOnScreen = motionEvent->source == AINPUT_SOURCE_TOUCHSCREEN;
            if (ev.motionIsOnScreen) {
                // use screen size as the motion range
                ev.motionMinX = 0.0f;
                ev.motionMaxX = SceneManager::GetInstance()->GetScreenWidth();
                ev.motionMinY = 0.0f;
                ev.motionMaxY = SceneManager::GetInstance()->GetScreenHeight();
            }

            switch (actionMasked) {
                case AMOTION_EVENT_ACTION_DOWN:
                    pointerIndex = 0;
                    ev.type = COOKED_EVENT_TYPE_POINTER_DOWN;
                    break;
                case AMOTION_EVENT_ACTION_POINTER_DOWN:
                    pointerIndex = ((action & AMOTION_EVENT_ACTION_POINTER_INDEX_MASK)
                                   >> AMOTION_EVENT_ACTION_POINTER_INDEX_SHIFT);
                    ev.type = COOKED_EVENT_TYPE_POINTER_DOWN;
                    break;
                case AMOTION_EVENT_ACTION_UP:
                    pointerIndex = 0;
                    ev.type = COOKED_EVENT_TYPE_POINTER_UP;
                    break;
                case AMOTION_EVENT_ACTION_POINTER_UP:
                    pointerIndex = ((action & AMOTION_EVENT_ACTION_POINTER_INDEX_MASK)
                                   >> AMOTION_EVENT_ACTION_POINTER_INDEX_SHIFT);
                    ev.type = COOKED_EVENT_TYPE_POINTER_UP;
                    break;
                case AMOTION_EVENT_ACTION_MOVE: {
                    // Move includes all active pointers, so loop and process them here,
                    // we do not set pointerIndex since we are cooking the events in
                    // this loop rather than at the bottom of the function
                    ev.type = COOKED_EVENT_TYPE_POINTER_MOVE;
                    for (uint32_t i = 0; i < motionEvent->pointerCount; ++i) {
                        _cookEventForPointerIndex(motionEvent, callback, ev, i);
                    }
                    break;
                }
                default:
                    break;
            }

            // Only cook an event if we set the pointerIndex to a valid range, note that
            // move events cook above in the switch statement.
            if (pointerIndex != GAMEACTIVITY_MAX_NUM_POINTERS_IN_MOTION_EVENT) {
                _cookEventForPointerIndex(motionEvent, callback,
                                          ev, pointerIndex);
            }
        }
    }
    android_app_clear_motion_events(inputBuffer);
}

_cookEventForPointerIndex() とその他の関連関数の実装については、GitHub サンプルをご覧ください。

完了したら、処理したイベントのキューを忘れずにクリアします。
```
android_app_clear_motion_events(mApp);
```

参考情報

GameActivity について詳しくは、以下をご覧ください。

GameActivity に関連するバグの報告または機能のリクエストを行うには、GameActivity の Issue Tracker を使用してください。