単位迷宮 — Dimension Labyrinth

物理の「単位」を掛けたり割ったりしながら迷路を抜ける、次元解析の学習ゲーム。 第7回 学力向上アプリコンテスト 応募作品（一般部門）。

動かし方

いちばん簡単： ブラウザで https://ufclaude0i-star.github.io/tani-meikyu/ を開くだけ。

ファイルから： このフォルダの直下にある index.html をダブルクリックするだけ。 （test/index.html は効果測定用の別ページで、作品本体ではありません。 　dist/ フォルダは開発用のビルド出力で、提出物には含まれていません。） インストール・ビルド・ネット接続はすべて不要です。 Windows / macOS / Linux の各ブラウザ、iPhone / iPad / Android のブラウザで動きます。

• PC: 矢印キー または WASD、マスのクリック、画面下のスティックをドラッグ
• スマホ / タブレット: 画面下のスティック、マスのタップ、スワイプ

遊び方（4行）

1. 主人公は半透明の球。中身は「物理の単位」で、持っている量だけ球が大きくなる。
2. 道に浮かぶ ×m ÷s の球を通ると、手持ちの単位がその演算を受ける。 同じ単位で割ると 相殺 して球が小さくなる（音とエフェクトが出る）。
3. 後戻りできない。 一度通った道は崩れて穴になる。分かれ道の選択がそのまま解答になる。
4. EXIT が要求する単位に ぴったり一致した ときだけ扉が開く。

関門（🔒）は、条件を満たす単位を持っているときしか通れません。 √ の橋は、すべての指数が偶数のときしか渡れません。 行き止まりや詰みに入ると自動で警告が出ます。「もどす」「やり直し」はいつでも使えます。

ソースの構成

src/
  core.js             次元ベクトル演算・単位パーサ・表示・関門判定・最短手ソルバ
  render.js           3D描画エンジン（Canvas 2D に自前の透視投影。外部ライブラリなし）
  stages.js           全13ステージのデータ（迷路・単位・解説・クイズ）
  ui.js               画面制御（描画・入力・ヒント・クリア判定・セーブ）
  style.css           スタイル
  index.template.html HTMLのひな形
tools/
  build.js       src を1つのHTMLに結合して dist/index.html を作る
  gen.js         迷路生成器（ループ付き迷路を作り、正解ルート上に単位・関門を配置）
  specs.js       ステージ仕様（単位・演算の並び・解説・クイズ。教育的な中身は手書き）
  make-stages.js gen.js + specs.js から src/stages.js を生成（解けることを確認してから書き出す）
  verify.js      全ステージが本当に解けるか自動検証し、最短手数を出す
  e2e.js         実ブラウザ（Playwright）で13ステージ全部を自動クリアして回帰テスト
dist/
  index.html  提出用の単一ファイル（これ1つで完結）

ビルド:

node tools/make-stages.js  # ステージを生成（迷路のシードは固定なので毎回同じ）
node tools/build.js     # dist/index.html を生成
node tools/verify.js    # 全ステージの解の存在と最短手数を検証
node tools/e2e.js       # ブラウザで全ステージ自動プレイ（要 playwright）

設計上のポイント

• 迷路は自動生成、ただし出荷時は固定データ。 ループのある迷路（braided maze）を生成し、 正解ルート上に必要な演算と関門を並べ、「後戻り禁止」ソルバで解けることを確認してから src/stages.js に書き出している。乱数のシードは固定なので、誰が実行しても同じ迷路になる。
• 説明とヒントは「公式」ではなく「意味」で書く。 「公式を暗記させない」と言いながら ヒントで公式を渡していては矛盾する。プレイ前とプレイ中は意味だけを出し、公式はクリア後に出す。 文面は tools/specs.js の story / tip / meaning。
• ★3の条件を隠さない。 「ヒント0回・もどす2回まで」をプレイ中つねに表示する。 条件が見えないと、★はクリア後に一方的に告げられる評価にしかならず、行動目標にならない。 表示とクリア後の判定は同じ関数（starsFor）から出し、一致を tools/star-test.js で検査する。
• 「もどす」に回数制限がある。 第1章5回・第2章3回・第3章2回。無制限だと 「適当に進んで違ったら戻す」の総当たりで解けてしまい、進む前に考える意味が消えるため。 やり直しは無制限なので詰まない。設定で外せる。tools/undo-test.js が検査する。
• 袋小路（行き止まり）を1つも作らない。 後戻り禁止なので、何も置かれていない袋小路は 「入ったら やり直すしかない」純粋な罰にしかならない。迷路を生成したあと、行き止まりのマスを すべて隣とつないで消している。tools/verify.js が全ステージで0個であることを毎回検査する。
• 一本道の迷路にはしていない。 後戻り禁止＋一本道だと経路が一意に決まり、選択がなくなるため。 わざとループを作り、複数のルートのうち一部だけが正解になるようにしている。
• 最短手数を人手で決めていない。 自己非交差経路の探索器をゲーム内にも積んでおり、 ステージを開いた瞬間に最短手数を計算する。ステージを直しても評価がズレない。 ただしプレイ中には表示しない。 答えの長さが先に分かると、進む前に単位を計算する動機が弱まるため。 クリア後に「◯手（最短◯手）」として示す。
• 行き止まりに単位の球を置かない。 後戻り禁止なので、袋小路に置かれた球はプレイヤーが 絶対に使えない。生成時に「どの単純経路にも乗らないセル」と「行き止まりのセル」を候補から外し、 書き出す前にもう一度チェックして、1つでも残っていればそのシードを不採用にしている。
• 詰みを自動検出する。 1手ごとに「EXIT に到達可能か」「残っているマスで必要な単位を作れるか」を 安く判定し、無理になった時点で知らせる。気づかないまま20手歩かせない。
• ヒントは3段階。 ①ゴールとの差分 → ②残り最短手数 → ③次の一手。 いきなり答えを出すと学習が消えるため、段階を踏ませている。
• 記憶モード。 手持ちの単位表示をぼかし、頭の中で単位計算をさせる（想起練習）。
• 壁は辺（セルの境目）に立つ薄い板。 迷路データは「セル＋壁のビット」で持ち、 壁を全マス占有のブロックではなく境界の板として描くため、通路が広く、単位の球が大きく読める。 床に落ちる影も自前で計算している（すべての影を1つのパスにまとめて1回で塗るので、重なっても濃くならない）。
• 外部ファイル・外部通信ゼロ。 画像も音声ファイルも使わず、3D描画は Canvas 2D に自前の透視投影、 効果音は WebAudio で合成している。Three.js などのライブラリも読み込まない。
• 盤面の自動回転。 縦長の画面では迷路を90度回して配置し、画面いっぱいに表示する。 操作は「画面で見えている向き」に合わせて自動変換されるので、プレイヤーは意識しなくてよい。