Алексей Патрашов - Математическое руководство по созданию компьютерных игр. Справочник

• Название: Математическое руководство по созданию компьютерных игр. Справочник
• Автор: Алексей Патрашов
• Жанр: Руководства

Математический взгляд на создание компьютерных игр с подробным выводом формул и примерами решений. Руководство для развития математического подхода.

---

Есть и не очень эффективные средства борьбы с повторами, например превращение игры на локальной машине в игру как бы на сервере через манипуляции с файлами. Такое решение возможно, но имеет множество недостатков и первый из них это как раз полная невозможность повторить игру с нужного момента. Самый лучший способ борьбы с повторами это вообще исключить из игры возможность их использования для выигрыша во времени, как это было показано выше через перебор множества вариантов или таймеры вероятностей событий.

Классификация игр

Хоть мы и будем заниматься направлением RPG, но оценить и сравнить все остальные жанры тоже следует. Систематизация приводит в порядок множество разнообразных вещей и позволяет отследить связь или родственные связи между ними. Без упорядочивания и систематизаци обычно сложно выявить скрытые свойства, которые находятся в тени более отчётливых свойств. Так хорошо известная игра Heroes of Might and Magic заслуженно считается стратегией, но при более детальном рассмотрении в ней легко обнаруживаются элементы RPG, а именно развитие игровых героев, поэтому переходим к систематизации.

Существует множество жанров игр, причём достаточно чётких и определённых правил деления по жанрам не существует. Если перебрать все игры, то можно выделить их основные характеристики по которым можно составить таблицу принадлежности игры какому-либо жанру. Если обозначить знаками «+» обязательный атрибут, «0» ― возможный, а «-» ― недопустимый, то получится примерно таблица 1. Данная таблица не претендует на окончательность, но предназначена для внесения хоть какой-то ясности.

Рассмотрим число потенциально возможных жанров. Таблица 1 предусматривает девять характеристик с разными значениями, но не все значения всех атрибутов являются возможными сочетаниями. Так в числе взаимоисключающих атрибутов не может быть больше одного обязательного атрибута и при этом не может быть только один необязательный атрибут, если все остальные атрибуты отрицательные, поэтому число вариантов каждой характеристики для двух атрибутов приходится считать как 2+1=3, а для трёх атрибутов ещё сложнее 3+3+1=7. Тех же самых результатов можно было бы добиться и простым вычитанием невозможных вариантов из их общего числа. При этом должен присутствовать хотя бы один необязательный атрибут.

Предыдущие рассуждения верны только для взаимоисключающих атрибутов характеристик, таких как: количество игроков, местоположение игры, режим, количество игровых объектов, управление игровыми объектами, развитие игровых объектов и управление развитием игровых объектов. Для атрибутов характеристик: взаимодействие с игровым миром и обмен информацией с игровым миром такого ограничения нет и число их вариантов равно 32=9 для каждого. Для трёх не взаимоисключающих атрибутов число вариантов было бы 33=27 и так далее.

С учётом теоретического количества число всех возможных жанров для сортировки по данной таблице, равно 75⋅32⋅92=12252303, то есть число выходит за пределы разумного понимания. Таким образом число потенциальных жанров на порядки превышает всё число придуманных, а тем более, изготовленных игр с момента создания самой первой. Очевидно, что два жанра не должны иметь две повторяющиеся строки в классификационной таблице. Проверить строки на повторяемость удобнее всего машинной сортировкой или обработкой списков на разность. Таким образом можно применить машинную генерацию жанров игр.

Таблица 1. Жанры игр.

Таблица 1. Жанры игр (продолжение).

После того, как удалось определиться с атрибутами игры, можно уже определить её принадлежность к имеющемуся жанру или выделить в собственный жанр. После выбора жанра можно попробовать определиться с вопросом: нужно ли будущей игре управление сложностью и в какой форме оно будет осуществляться.

Управление сложностью игры или чем труднее ― тем лучше

В игру будут играть разные люди: с разными уровнями восприятия, реакции, сообразительности, выносливости, координации, интеллекта и много чего ещё. В связи с этим игра будет восприниматься от очень лёгкой до очень сложной в зависимости от способностей каждого. Для настройки процесса игры под индивидуальные особенности каждого игрока существуют уровни сложности с разными способами управления.

Понятно, что уровни сложности в игре необходимы, во всяком случае желательны. Но весь вопрос заключается только в том, на что влияет уровень сложности? Сюда же попадает и вопрос о возможности или необходимости автоматического изменения или поддержания заданного уровня сложности. В некоторых случаях уровень сложности влияет на характеристики героя, в некоторых случаях он влияет только на скорость игры, в некоторых случаях влияет только на сложность боя или количество добычи, иногда влияет на тип окружающих игрока противников, их количество и частоту появления или плотность размещения, а иногда просто на сложность боя.

На сложности боя мы остановимся немного подробнее. Здесь есть несколько направлений: или меняется живучесть игрока, или живучесть противников, или и то и другое. Последний случай имеет два направления: одновременное изменение живучести в одну сторону и одновременное изменение живучести в противоположные стороны. Второе направление второго случая больше похоже на два предыдущих направления, а вот одновременное изменение живучести игрока и его противников в одну сторону надо рассмотреть подробнее.

Если в игре у всех игроков живучесть снижена настолько, что убить каждого игрока можно с одного раза применения почти любого оружия, то уровень сложности становится с одной стороны высоким, но с другой стороны позволяет точно также расправляться с противниками, пока они не успели опомниться. Это делает игру не столько сложной, сколько быстрой, то есть сложной с точки зрения скорости. Если живучесть повышена так, что каждый бой затягивается, то это изменяет тактику боя с одиночной на групповую или затяжную и сложность из скоростной превращается в тактическую. Таким образом у нас не столько происходит изменение самой сложности игры, сколько изменение качественного направления сложности.

Сам собой напрашивается вывод о двух регуляторах сложности: один для живучести героя, а другой для живучести противника. Таким образом игрок получает возможность одновременно изменяя уровни сложности влиять на её качественный уровень, а изменяя встречно влиять на количественный уровень. Есть и другой вариант с двумя регуляторами: один регулятор управляет качественным уровнем сложности, а другой количественным. Например, если в игре присутствует один единственный регулятор уровня сложности то скорость развития героя нужно задавать монотонно возрастающей в зависимости от уровня сложности да ещё и с учётом влияния уровня сложности на скорость развития. Если регуляторов сложности два, то зависимость нужно брать от их разности или отношения с тем условием, что время развития героя до определённого уровня должно быть постоянным для всех разностей или отношений уровней сложности.

Кроме чувства собственного удовлетворения от прохождения игры на высоком уровне сложности можно использовать управление сложностью для получения желаемого баланса. Баланс при настройке сложности игры может устанавливаться между уровнем её сложности и практически любым её свойством. Например более высокий уровень сложности может повышать количество или качество выпадающих предметов, количество опыта, вводить в игру дополнительных противников с получением от них особо ценной добычи, открывать возможность получения характерных для соответствующего уровня сложности заданий, понижать необходимый для получения всех или некоторых заданий уровень и много чего ещё.

Таким образом настройка уровня сложности в игре может быть не вознаграждаемая, то есть только повышающая сложность и вознаграждаемая, то есть предусматривающая награду за сложность. Использование вознаграждаемой настройки побуждает игроков играть на более высоком уровне сложности, что повышает число прохождений игры на разных уровнях сложности при наличии большого диапазона её изменения.

Переключение уровня сложности может присутствовать, а может и отсутствовать. В первом случае в любое время можно переключить уровень сложности на более низкий или высокий и продолжить игру, а во втором придётся проходить игру с самого начала. У каждого подхода есть свои достоинства и свои недостатки. Если изменение сложности возможно без переигрывания, то игра может быть пройдена при разных уровнях сложности, что усложняет её балансировку и открывает множество обходных путей для прохождения. С другой стороны обходные пути это тоже пути и они вносят разнообразие в способы прохождения игры. Но следует помнить о необходимости отслеживания выполнения задания и установленном в это время уровнем сложности. Этот вопрос мы рассмотрим несколько подробнее.