20070429

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昨日までは実機を使った走行実験や、各種計測などを行ってきました。

今日からはソフトウェアの設計作業はじめます。
ゴールデンウィークにもなったので一挙にすすめてしまおう!

今日考えたことをまとめておきます。

20070429 シミュレータ構想 †

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設計の構想 †

設計を始めたい気持ちを抑えつつ、まずはやりたいことを整理していきたいと思います。

構想が長くなりすぎるとやる気がなくなりそうなので、lightweightに。
ここでは設計指針、機能要求、非機能要求、を要求と呼ぶことにして、やりたいことをまとめました。

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ポイントとなる要望・要求 †

以下のような感じで。（日記/20070421で考えた要望に少し追加）

1.Windowsプラットフォームで動作すること

2.今後のSTEP2,STEP3への物理計算拡張を考慮した設計とすること

3.物理計算エンジン部分を取替え可能に設計すること

4.パスファインダーをパーツのアセンブリとして表現すること

5.3Dグラフィックスへの対応を考慮した設計とすること
でしょう。

6.複数台のパスファインダーの同時シミュレーションに対応すること

7.C++で記述されたパスファインダー制御コードと連携できること

8.新しい技術ネタを取り入れること
やるからには単なるソフトの設計作業でなくて、何か新しいことSomething Newが欲しい。
9.とにかく動くこと
ゴールデンウィーク内で動くものを作る
10.見た目重視
シミュレータでインパクトを与えるのも目的。見た目もダサくならないように注意。

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アーキテクチャを考える †

私はアーキテクチャとはソフトウェア構造のラフスケッチと考えていますので、要求からラフスケッチをおこしたいと思います。

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スケッチの修正 †

まずは日記/20070421のスケッチをベースにすこし修正をかけてみました。

マスの責務
- Algorithm
  パスファインダーのアルゴリズムを担当します。シミュレータとは物理的にも完全に分離したほうがいいでしょう。シミュレータに対するクライアントになります。シミュレータをCOMで作ってしまうのもあり。
- Wrapper
  ラッパーといっていますが、Adapterという意味はほとんどありません。スクラッチで作るので、実質インタフェース*1を定義して、インタフェースに対して実装しようねと言っていることと変わりないかと思います。
- Simulator
  COMではなくて、.NETライブラリで実装しようと思います。実装レイヤーに近いほど覚えた知識があっというまに使えなくなる、時代の流れは早いです。
  - RCX Simulator
    パスファインダーと、パスファインダーの外的環境、その２者の相互作用など。
    日記/20070421では外的環境の存在を認識していませんでした。
  - Kinetics
    動力学です。学生のときには「ｘｘｘにおける動力学」みたいなレポートをよく作っていたなぁ。今回はおそらく実装できないです。時間的に。
  - Kinematics
    運動学です。こちらは、最低限実装します。

Draw
画面への描画を担当します。RCX Simulatorと密接に関わります。

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要求に答える †

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要求とアーキテクチャ †

要求から、アーキテクチャをすこし詳細化してみました。明日からは実装に入りたいので、もうパッケージを意識しています。

□内の数字はアーキテクチャに対応する、要求番号です。

2.今後のSTEP2,STEP3への物理計算拡張を考慮した設計とすること
3.物理計算エンジン部分を取替え可能に設計すること
2と3はパスファインダーと物理計算の分離および、物理計算と外部環境（たとえばコースとのインタファクション）との分離を意識して設計せよ、ということになります。
4.パスファインダーをパーツのアセンブリとして表現すること
パスファインダーの形状は来年変わるかもしれないので、パーツ（たとえば１つのLEGOブロック）を組んでパスファインダーの形状を再現できるように設計しておく必要があるということです。ルールが変わってもいいように、違う形状のパスファインダーを同時に走らせるなんてこともやりたいです。
5.3Dグラフィックスへの対応を考慮した設計とすること
パスファインダーを描画するグラフィックはとりあえず2Dで作りますが、今後のことも考えて3Dでも使えるように設計しておきます。つまり2Dでも3Dでも同じ操作体系で使えるように設計せよ、との方針になります。Factory MethodとかTemplate Methodとか「サブクラスさんおまかせ」系のデザパタを採用予定。
6.複数台のパスファインダーの同時シミュレーションに対応すること
PathFinderクラスをnewしてaddして大量生産できるよに設計しておきましょう、ということです。OOP的にはあたりまえかもしれないが、最初に考えておかないと意外に苦労しそうなポイントです。robo-one用のシミュレータを作ったときは、ここで泣きました。

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要求と開発環境 †

開発環境はほぼ頭で固まっていましたが、一応考えを整理してみました。

	Algorithm	Wrapper	Simulator
プラットフォーム	Windows .NET Framework2.0
(理由)	MFCがタダで使える環境が無いので。
開発環境	VC++ 2005 Express		VC# 2005 Express
（理由）	ロジックはパスファインダー側と同じにしたいのでC++。C++/CLIをさわってみたい。		VC#のりファクタリング機能が使いたい(VC++には無いの）＆新しいことを覚えたい。
構成管理	SubVersion
（理由）	VSSが有料でSubVersionもTortoiseSVNも無料だから
C++とC#の連携	.NETのコンポーネントにするので問題無いはず。Event/Delegateまわりには注意。

要求の整理
- 1.Windowsプラットフォームで動作すること
- 7.C++で記述されたパスファインダー制御コードと連携できること
  Windowsプラットフォームの選択肢を考えます。パスファインダー用のマイコン(H8)コードはC言語 or C++言語を使うので、そっちと連携するにはWinでもC++を使うのがよさげです。
- 8.新しい技術ネタを取り入れること
  こんなネタを仕入れたいな。
  (1).NET Framework 2.0の技術の習得
  (2)C++/CLIの習得
  (3)C#の新しい仕様（パーシャルクラスとか）
  (4)新しい開発環境
- 9.とにかく動くこと
  RADをします。
- 10.見た目重視