学研さんと「ジャイロセンサー」のヒミツについて調べてみました。

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前回のおさらい

『ARMS』のように、手の動きをゲームの中に伝えるためにJoy-Conには「加速度センサー」「ジャイロセンサー」という2種類のセンサーが搭載されています。前回はパンチのような直線的な動きを「加速度センサー」がゲームの中に伝える仕組みについて解説しました。今回はもうひとつのセンサー「ジャイロセンサー」について調べていきましょう。

ジャイロセンサーってなんじゃろ?

ジャイロセンサーも加速度センサーと同じく、モノの動きを調べることができるセンサーの仲間です。加速度センサーと違うところは、調べられるモノの動きの種類です。

加速度センサーは、モノのスピードが変化するときに発生する力(加速度)を調べることで、パンチなどの直線的な動きを調べることができるセンサーでした。しかし、回転する動きは加速度センサーでは調べることはできません

ジャイロセンサーは、加速度センサーが苦手な「回転」の動きを調べることができるセンサーです。では、ジャイロセンサーは一体どのように回転の動きを調べているのでしょうか?加速度センサーのように「加速度」を調べているのでしょうか?

いいえ。それは違います。実はジャイロセンサーは「加速度」の代わりに、とある「不思議な力」を使って、どれくらい回転したか?ということを調べているのです。その「不思議な力」とは一体何でしょう?それを調べるのにとても役立つおもちゃがあります。
これです

みんな大好きハンドスピナーです!

一度回しだすとなぜかやめられなくなる、これまた不思議な魅力があるおもちゃですよね。今日はこのハンドスピナーの回転を利用して、ジャイロセンサーのヒミツを調べる実験をしていきたいと思います。ハンドスピナーをお持ちの方は、ハンドスピナーを回しながらこの記事を読んでみてくださいね。

回転が生み出す不思議な力

では早速ハンドスピナーを使って「不思議な力」を確かめる実験をしてみましょう。

実験1:
ハンドスピナーを回転させないで、左右に傾けて、手に伝わる感覚を調べます。
実験2:
ハンドスピナーを回転させて、手に伝わる感覚を調べます。
実験3:
ハンドスピナーを回転させた状態で、実験1と同じように左右に傾けて、手に伝わる感覚を調べます。

いかがでしたか?実験1と実験2では特に何も感じなかったのに、実験3のときだけ、何とも言えない不思議な感覚が伝わったのではないでしょうか?目に見えない不思議な力が指先に働いて、ちょっとだけ「ずらされている」ような、そんな感覚です。

どうやら、左右に傾けるだけや、ハンドスピナーの回転だけでは何も起きませんが、その2つが組み合わさると動きをずらそうとする不思議な力が働くようですね。しかも傾きが大きくなるほど不思議な力も大きくなるようです。

逆に言うと、不思議な力がどれくらい発生したか?ということを調べれば、ハンドスピナー全体がどれくらい回転したか(傾いたか)ということがわかりそうですね。これがジャイロセンサーの基本的な仕組みです。

実はJoy-Conの中でもこれと似たようなことが起こっているんです。Joy-Conの中にハンドスピナーは入れられませんから、代わりに、行ったり来たり同じ動きを繰り返すパーツが入っています。このパーツは規則正しく一定のリズムで動いているのですが、Joy-Conをひねったりして回転の運動が組み合わさると、これまた「不思議な力」が働きます。その結果、パーツの動きに微妙なずれが生じます。ジャイロセンサーは、このずれの度合いを調べることによって、どれくらい手が回転したのか?ということがわかるようになっているのです!

『ARMS』で手の回転がゲームの中に伝わるのは、このようなジャイロセンサーの働きのおかげだったんですね!

ちなみに、Nintendo Switchで使われているジャイロセンサーは、こちらの映像のような3方向の回転を検知できるものが使われており、さらに加速度センサーと組み合わせることで、さまざまな手の動きをゲームの中に伝えることができるようになっています。

ところで、「不思議な力」の正体について気になる方もいらっしゃるかもしれませんね。先ほどの実験3で、ハンドスピナーを左右に傾けたときに感じる「不思議な力」は「ジャイロ効果」と呼ばれる現象によって発生する力になります。

ジャイロセンサーの中には、この「ジャイロ効果」を利用するものもあるのですが、Nintendo Switchで使われているジャイロセンサーは「ジャイロ効果」ではなく「コリオリの力」とよばれる不思議な力を利用しているんですよ。「コリオリの力」とは「ジャイロ効果」による力と同じように、回転によって生まれる不思議な力のひとつです。

このように、回転によって生まれる不思議な力は「ジャイロ効果」による力だけではなく、「コリオリの力」というものもあり、Nintendo Switchでは「コリオリの力」を利用しているというわけなのです。「コリオリの力」と「ジャイロ効果」に関して、もっとくわしく知りたい人は本やインターネットで調べてみてくださいね。

加速度センサー・ジャイロセンサーを使ったゲーム

さて、前回と今回の2回にわけて、Joy-Conがゲームの中へ手の動きを伝える仕組みについて説明してきました。なかなか難しいお話だったと思いますが、なんとなくおわかりいただけたでしょうか?
最後に加速度センサー・ジャイロセンサーを使ったNintendo Switchのゲームを紹介してお別れしたいと思います。

それでは!!

ARMS

[任天堂]

  • 2017.6.16発売
  • パッケージ版 :6,458円
    ダウンロード版:6,458円

前回と今回の記事で紹介したように、パンチやガード、移動など様々な操作を加速度センサーとジャイロセンサーを利用してゲームの中に伝えています。もし加速度センサーとジャイロセンサーがなければ『ARMS』というソフトが誕生していなかった!といっても過言ではないくらい、センサーの機能をフル活用した1本です。

1-2-Switch(ワンツースイッチ)

[任天堂]

  • 2017.3.3発売
  • パッケージ版 :5,378円
    ダウンロード版:5,378円

Joy-Conをつかって遊ぶユニークなゲームが盛りだくさんの『1-2-Switch』も、2つのセンサーが大活躍しています。たとえば、できるだけJoy-Conを傾けずに、どれだけ回転させることができるかを競う「Joy-Con回し」、手に汗握る早撃ちバトル「ガンマン」など、収録されているほとんどすべての遊びにセンサーの機能を使っています。

スーパーマリオ オデッセイ

[任天堂]

  • 2017.11.27発売
  • パッケージ版 :6,458円
    ダウンロード版:6,458円

『スーパーマリオ オデッセイ』では、Joy-Conを振るとマリオの帽子(キャッピー)を投げることができ、そこからさまざまなアクションを楽しめるようになっています。マリオの新アクションは加速度センサーとジャイロセンサーによって支えられていたのです!

マリオカート8 デラックス

[任天堂]

  • 2017.4.28発売
  • パッケージ版 :6,458円
    ダウンロード版:6,458円

『マリオカート8 デラックス』ではハンドルのようにJoy-Conを回して操作することができます。この動きももちろん加速度センサーとジャイロセンサーの活躍のおかげでゲームの中に伝えることができているのです。

ドラゴンボール ゼノバース2 for Nintendo Switch

バンダイナムコエンターテインメント

  • 2017.9.7発売
  • パッケージ版:7,344円
    ダウンロード版:7,344円

あの技をキミの手で放て!なんと、かめはめ波などの憧れの必殺技を、実際に自分の手で放つことができます。Joy-Conをもって「かめはめ波」の動きをすれば、加速度センサーとジャイロセンサーがキミの手の動きを読み取って、ゲームの中でかめはめ波を撃つことができるんです。「かめはめ波」以外にもさまざまなキャラクターの必殺技を放つことができます。

Super Beat Sports™

Harmonix

  • 2017.11.2発売
  • ダウンロード版:1,600円

スポーツがテーマのリズミカルで楽しいゲームを5種類収録。Joy-Conをスイングして、キャラクターがもつバットやラケットを振り、飛んでくるボールをリズムよく打ち返していきます。ここでも加速度センサーとジャイロセンサーが、スイングの動きを読みってゲームの中に伝えています。

ARMS / スーパーマリオ オデッセイ / マリオカート8 デラックス / 1-2-Switch(ワンツースイッチ): ©2017 Nintendo
ドラゴンボール ゼノバース2 for Nintendo Switch: ©バードスタジオ/集英社・フジテレビ・東映アニメーション ©BANDAI NAMCO Entertainment Inc.
Super Beat Sports™: ©2017 Harmonix Games LLC. All rights reserved. Super Beat Sports developed by Harmonix Music Systems, Inc. Beat Sports and all related titles and logos are trademarks of Harmonix Games LLC. Harmonix and all related titles and logos are trademarks of Harmonix Music Systems, Inc. All other marks are the property of their respective owners. This product is covered by Patents identified at www.harmonixmusic.com/patents. EULA, Terms of Service and Privacy Policy are available at www.superbeatsports.com.

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