軌道遷移、姿勢制御、時間加速、会合、射撃を一つのゲーム状態の上で扱う、WebGPU 製の 3D 軌道力学シューティングです。詳細なコードベースの読み方は 開発 WIKI、ゲームがどう振る舞うべきかは SPEC を参照してください。
概要
| 項目 | 内容 |
|---|
| 実行環境 | ブラウザ / WebGPU |
| 描画 | Three.js WebGPU 描画器 + TSL |
| 言語 | TypeScript |
| 物理 | RK4、Kepler 軌道、2次重力場、大気抵抗、太陽放射圧、剛体姿勢 |
| 航法 | マニューバーノード、ラグランジュ点、慣性系 / 回転系 |
| 保存 | ブラウザの localStorage + エクスポート |
| 公開 | GitHub Pages |
[!TIP]
GitHub Pages 版を WebGPU 対応ブラウザで開き、ステージを選択してください。ゲーム中は H で操作説明を表示できます。
ゲームプレイ
戦闘ビューでは姿勢・推力・照準を直接操作し、マップビューでは軌道・マニューバーノード・時間加速を扱います。近距離戦と軌道遷移は別ゲームではなく、同じシミュレーションの異なる時間スケールです。
ゲームモード
| モード | 内容 |
|---|
| stage 00 | 弾薬を回収してから始まる無限耐久サバイバル |
| stage 0 | 周囲 5 km の敵を相手にする 120 秒スコアアタック |
| stage 1 | 高度 420 km の地球低軌道で近傍軌道の敵 5 機を撃破 |
| stage 2 | 通常軌道と高楕円軌道が混在する戦域 |
| CREATIVE | 軌道要素・ラグランジュ点などを使って物体を配置するサンドボックス |
軌道マニューバ
マニューバーノードは噴射後の状態と実行時刻を持ち、PRO / RET、NRM / ANM、IN / OUT の3軸で Δv を編集できます。L1〜L5 は二天体系の回転座標から ECI 状態へ変換され、航法やマップ表示の基準として使われます。
最適遷移を自動生成する方式ではなく、プレイヤーが予測軌道を見ながらノードを置いて軌道を組み立てます。
船体アセンブリ
船体は ShipAssembly として、モジュール実体と接続辺からなるグラフで保持されます。cockpit、tank、thruster、RCS、weapon、dock、solar_panel、radiator、booster などが個別の状態を持ちます。
ドッキングした船体は一つの統合船体として扱われ、燃料・損傷・展開状態などもモジュール単位で保存されます。
会合と戦闘
敵との交戦では距離だけでなく相対速度が重要です。ターゲット運動と弾速から見越し点を求め、実体弾を発射します。射撃は高倍率の時間加速中には行えません。
地球レンダリング
地球は一枚の画像ではなく、地表タイル / 地形 / 大気 / 雲 / 大気光 / オーロラ / 照明を別系統として構成します。地表はタイル要求・常駐キャッシュ・ページテーブルを経て GPU 材質へ渡されます。
描画側には WebGPU / TSL、レイマーチング、ブルーノイズ、熱放射、複数の雲描画経路などの実装があります。
軌道力学と摂動
軌道伝播は単純な二体問題だけではありません。点質量重力に加えて J2 / C22 の2次重力場、多体重力、大気抵抗、太陽放射圧、日照・遮蔽を扱います。地球では主に J2、非軸対称性を持つ天体では C22 も評価できます。
大気圏では空力荷重・加熱・燃え尽きも計算します。物理計算は src/physics/ に分離され、Three.js に依存しません。
軌道 UI と基準座標系
マップビューは表示原点と回転を分けて選択でき、慣性系、公転回転系、自転系を扱います。軌道線は各サンプル時刻で座標変換されるため、回転する基準系でも時間変化を保ったまま表示できます。
同じ画面上でラグランジュ点、予測軌道、マニューバーノード、Δv 操作を確認できます。
操作
| キー | 操作 |
|---|
| W / S | 前進 / 後退 |
| A / D | 左 / 右並進 |
| Q / E | 上 / 下並進 |
| I / K | ピッチ |
| J / L | ヨー |
| U / O | ロール |
| P | RCS 回転制動 |
| F | プログレード方向へ向く |
| C | プログレード姿勢保持 |
| 1〜4 | 推力レベル |
| T | ターゲット選択 |
| Z | 照準ズーム |
| Space / 左クリック | 射撃 |
| 5 / 6 | ブースター分離 / 点火 |
| 7 / 8 | 太陽電池パドル |
| 9 / 0 | ラジエーター |
| キー | 操作 |
|---|
| , / . | 時間倍率を下げる / 上げる |
| N | 次のマニューバーノードまでワープ |
| M | 戦闘ビュー / マップビュー |
| W / S | Δv: PRO / RET |
| A / D | Δv: NRM / ANM |
| Q / E | Δv: IN / OUT |
| X | ノード / 軌道計画を削除 |
| キー / 操作 | 内容 |
|---|
| 矢印キー / ドラッグ | カメラ回転 |
| 二本指 / 中ボタンドラッグ | パン |
| ピンチ / ホイール | ズーム |
| ダブルタップ / ダブルクリック | 注視 |
| G | 機体姿勢へ追従 |
| H | 操作説明 |
| ESC | ポーズ / 設定 |
| F3 | デバッグ情報 |
| F5 | 手動セーブ |
| F9 | セーブ管理 |
実行時構造
物理・ゲーム状態を正本とし、HUD・軌道線・マーカーなどはそこから導出します。描画や DOM がゲーム状態の所有者にならないよう、フレーム処理は概ね 入力 → シミュレーション → 表示同期 → 描画 の順に進みます。
コードベースを詳しく読む場合は 開発 WIKI を参照してください。層・import・正本の規則は ARCHITECTURE、コードの書き方は CODING-RULE が正本です。
開発
ローカル起動
npm install
npm run dev
Node.js 20 以上、WebGPU 対応ブラウザを推奨します。
主なコマンド
| コマンド | 用途 |
|---|
npm run typecheck | TypeScript 型検査 |
npm run test | 全テスト |
npm run test:physics | 物理テスト |
npm run test:game | ゲームテスト |
npm run test:render | 描画テスト |
npm run lint | ESLint |
npm run check:boundaries | アーキテクチャ境界検査 |
npm run render-lab | 描画実験環境 |
npm run cloud-lab | 雲の実験環境 |
npm run bgm-lab | BGM 試聴環境 |
npm run ci | 総合検証 |
より詳しい開発手順、ディレクトリ構造、テストの使い分けは 開発 WIKI にまとめています。
科学データとクレジット
| データ | 出典 / 用途 |
|---|
| 惑星テクスチャ | Solar System Scope — CC BY 4.0 |
| 惑星全球モザイク | USGS Astrogeology Science Center |
| 地球表面 / 地形 / 気象 | NASA Earth Observatory、NOAA NCEI ETOPO、ERA5 |
| 海岸線 | Natural Earth |
| タンパク質構造 | RCSB Protein Data Bank |
制約
- WebGPU 非対応ブラウザでは起動できません。
- 地球表面の高精細データは実行時に読み込みます。
- セーブデータはブラウザの localStorage に保存されます。
