この記事では、「Raspberry Pi 3 MODEL B」とpythonライブラリ「PyGame」を使用して作成した、PS4コントローラ（以下、「DS4」とします）のボタン入力を解釈するアプリケーションを紹介します。
1. アプリケーション概要
- [アプリケーション]
https://github.com/hotsmmr/RwRP/blob/master/notebooks/interpret_input_from_ds4_test.ipynb
本アプリケーションは、DS4の入力信号を解釈し、ボタンの種別と押下状態を識別するものです。
ボタンの種別は全13種、押下状態は押す/離すの2種類に対応しています。
本アプリケーションは、「LGPL」の原文（日本語訳）で明記されている『ライブラリ』を利用する著作物」に該当するため、ライセンス「LGPL」ではなく、「MIT License」で公開しています。（参考）GNU LESSER General Public License（日本語訳）
2. アプリケーション解説
2-1. Import Libraries
このブロックでは、pythonの標準ライブラリと「pygame Community」によって公開されているOSSのライブラリ「pygame」をアプリケーションで使用できるようにインポートします。
各ライブラリの用途は以下の通りです。
- 「logging」: ログレベルの設定変更、実行・エラーログ出力に使用
- 「sys」: 実行されたメソッド名の取得に使用
- 「IntEnum」: ボタン種別、押下状態の定数定義時に使用
- 「sleep」: DS4の入力信号を解釈する際のインターバルを実現するために使用
- 「pygame」: DS4の入力信号を解釈するために使用
2-2. Define Constant Values
このブロックでは、ボタン種別、押下状態を分類できるように列挙型定数を定義します。
各列挙型定数の定義は以下の通りです。
- 「Ds4BottonKey」:
定義値 0 1 2 3 4 5 6 7 ボタン □ X ○ △ L1 R1 L2 R2 定義値 8 9 10 11 12 13 14 – ボタン share options L3 R3 PSボタン touch_pad 未定義 – - 「BottonStatus」: 0/押す、1/離す
2-3. Define Global Valiables
このブロックでは、ログ出力用のロガー、および取得したライブラリ「pygame」で取得したボタン種別、押下状態を格納するためのグローバル変数を定義します。
2-4. Define Classies
2-4-1. InterpretGamePad
このブロックでは、ライブラリ「pygame」を使用してDS4の入力信号を解釈するクラス「InterpretGamePad」を定義します。
クラス内メソッドの概要は以下の通りです。
| メソッド名 | __init__ |
| メソッド名（和名） | コンストラクタ |
| 処理概要 | 1. メンバ変数定義、初期化 |
| 2. ライブラリ「pygame」の初期設定（メソッド「__init_pygame」の呼び出し） | |
| 入力 | なし |
| 出力 | なし |
| 特記事項 | なし |
| メソッド名 | get_current_botton_info |
| メソッド名（和名） | ボタン情報（ボタン種別、押下状態）取得 |
| 処理概要 | 1. ボタン情報を出力する |
| 入力（メンバ変数） | 1. current_botton: （押された）ボタン種別（値域[0,14]） |
| 2. released_botton:（離された）ボタン種別（値域[0,14]） | |
| 3. botton_status: 押下状態（ 0/押された、1/離された） | |
| 出力（復帰値） | 1. current_botton: （押された）ボタン種別（値域[0,14]） |
| 2. released_botton:（離された）ボタン種別（値域[0,14]） | |
| 3. botton_status: 押下状態（ 0/押された、1/離された） | |
| 特記事項 | 1. botton_statusが0の場合は、ユーザはcurrent_bottonをボタン種別として使用できる |
| 2. botton_statusが1の場合は、ユーザはreleased_bottonをボタン種別として使用できる |
| メソッド名 | interpret_current_event |
| メソッド名（和名） | イベント解釈 |
| 処理概要 | 1. 入力デバイスからのイベントを解釈する |
| 2. ボタンが押されたと解釈した場合、ボタン種別の解釈結果を（押された）ボタン種別に設定し、押下状態を0にする | |
| 3. ボタンが離されたと解釈した場合は、（押された）ボタン種別を（離された）ボタン種別に設定し、押下状態を1にする さらに、（押された）ボタン種別を初期化する |
|
| 入力 | なし（ライブラリ「pygame」の参照メモリ） |
| 出力（メンバ変数） | 1. current_botton: （押された）ボタン種別（値域[0,14]） |
| 2. released_botton:（離された）ボタン種別（値域[0,14]） | |
| 3. botton_status: 押下状態（ 0/押された、1/離された） | |
| 特記事項 | 1. 入力デバイスは「DS4」を想定している |
| メソッド名 | release_pygame |
| メソッド名（和名） | ライブラリ「pygame」の解放 |
| 処理概要 | 1. ライブラリ「pygame」を解放する |
| 入力 | なし（ライブラリ「pygame」の参照メモリ） |
| 出力（メンバ変数） | なし（ライブラリ「pygame」参照メモリの解放） |
| 特記事項 | 1. Pythonインタープリターがシャットダウンすると共にライブラリ「pygame」は解放されるため、必須ではない |
| メソッド名 | __init_pygame |
| メソッド名（和名） | ライブラリ「pygame」の初期化 |
| 処理概要 | 1. ライブラリ「pygame」を初期化する |
| 入力 | なし（ライブラリ「pygame」の参照メモリ） |
| 出力 | なし（ライブラリ「pygame」参照メモリの初期化） |
| 特記事項 | 1. DS4以外の入力デバイスが接続されている場合は、pygame.joystick.Joystick関数の第一引数に与える数値を調整する必要がある 実行時のログ出力内容が「joystick name -> Sony Computer Entertainment Wireless Controller」となるように数値を調整する |
| 2. 入力デバイスが接続されていない場合は、「joystick not found」とログ出力する |
（ログ出力例）
| メソッド名 | __interpret_current_botton |
| メソッド名（和名） | （押された）ボタン種別解釈 |
| 処理概要 | 1. 入力デバイスからのイベントから、（押された）ボタン種別を解釈する |
| 入力 | なし（ライブラリ「pygame」の参照メモリ） |
| 出力（復帰値） | return_botton: （押された）ボタン種別（値域[0,14]） |
| 特記事項 | 1. 入力デバイスは「DS4」を想定している |
| 2. joy_stick.get_button関数の復帰値が”True”となる引数の値が（押された）ボタン種別に該当する |
2-4-2. OperateBotton
（スーパークラス）
（サブクラス）
このブロックでは、クラス「InterpretGamePad」で取得したボタン種別ごとの機能を定義した「OperateBotton」を定義します。
スーパークラスでクラス構造を定義し、サブクラスでボタン種別ごとの機能を定義します。
クラス内メソッドの概要は以下の通りです。
| メソッド名 | __init__ |
| メソッド名（和名） | コンストラクタ |
| 処理概要 | なし（サブクラスでは、スーパークラスの同メソッドが呼ばれる） |
| 入力 | なし |
| 出力 | なし（ログ出力のみ） |
| 特記事項 | 1. 「Class({クラス名}) init」とログ出力する |
| 2. 処理内容は任意に変更する |
（ログ出力例）
| メソッド名 | press_botton |
| メソッド名（和名） | ボタン押された際の振る舞い |
| 処理概要 | なし（サブクラスでは、スーパークラスの同メソッドが呼ばれる） |
| 入力 | なし |
| 出力 | なし（ログ出力のみ） |
| 特記事項 | 1. 「{クラス名}.{メソッド名} called」とログ出力する |
| 2. 処理内容は任意に変更する |
| メソッド名 | release_botton |
| メソッド名（和名） | ボタン離された際の振る舞い |
| 処理概要 | なし（サブクラスでは、スーパークラスの同メソッドが呼ばれる） |
| 入力 | なし |
| 出力 | なし（ログ出力のみ） |
| 特記事項 | 1. 「{クラス名}.{メソッド名} called」とログ出力する |
| 2. 処理内容は任意に変更する |
（ログ出力例）
2-5. Create Instance
このブロックでは、前ブロックで定義したクラス「InterpretGamePad」「OperateBotton」のインスタンスを生成します。
クラス「OperateBotton」のインスタンスは配列に格納し、ボタン種別をインデックスとして、ボタン種別に対応したインスタンスを取得できるようにします。
2-6. InterpretGamePad and OperateBotton Functions Test
このブロックでは、以下のメソッドをテストします。
テスト用のループ処理は「PS4」ボタンが押された際に終了するように実装しています。
| クラス名 | メソッド名 | テスト内容 |
| InterpretGamePad | interpret_current_event | ボタンが押された/離された際に、妥当なログ出力が得られることをOperateBottonクラスの出力と共に確認する |
| get_current_botton_info | 同上 | |
| OperateBotton | press_botton | 1. 押されたボタン種別に対応するメッセージ（※）がログ出力されることを確認する
（※）OperateBotton{ボタン名}.press_botton called |
| release_botton | 押されたボタン種別に対応するメッセージ（※）がログ出力されることを確認する
（※）OperateBotton{ボタン名}.release_botton called |
2-7. Post Process
このブロックでは、ライブラリ「pygame」の参照メモリを解放します。
3. 記事内で使用している商品
4. 参考記事
4-1. Raspberry Piの環境整備
OSのインストール・初期セットアップ方法については、以下の記事をご覧ください。
この記事では、Raspberry Piの購入後に実施する以下の2点について、書いています。 1. OS（Raspbian）インストール 2. 初期セットアップ この記事は以下のような方向けのものになります。 Raspberr[…]
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