Koncepcje systemów

May 08 2023

Zrozumienie gier: jak działają gry wideo i gry planszowe Gry jako systemy systemów System gry to zorganizowany przez graczy lub stworzony przez projektantów zbiór mechanik gry, który można zrozumieć głównie w izolacji od innych systemów i który kontroluje znaczną grupę powiązanych, nietrywialne zachowania rozgrywki zmierzające do określonego wyniku… Systemy to zbiór mechanizmów, które powodują dynamikę związaną z określonym obszarem rozgrywki.

Zrozumienie gier : jak działają gry wideo i gry planszowe

otwarte materiały szkoleniowe (tylko tekst)

Gry jako systemy systemów

System gry to zorganizowany przez gracza lub stworzony przez projektanta zbiór mechanik gry, który można zrozumieć głównie w oderwaniu od innych systemów i który kontroluje znaczącą grupę powiązanych, nietrywialnych zachowań gry prowadzących do określonego wyniku… Systemy to zbiór mechaniki, które powodują dynamikę związaną z określonym obszarem rozgrywki.
— Brenda Romero

Przedstawiliśmy już ogólny przegląd znaczących momentów historycznych, które doprowadziły do powstania gier cyfrowych (tj. opartych na komputerze); teraz zanurzmy się głębiej w cyfrowy świat gier (choć nie w taki sam sposób, jak w filmach Tron :), skupiając się na systemach składających się na grę wideo.

Termin „ system systemów ” może być używany do opisu lub badania najbardziej zaawansowanych obiektów technicznych. Oznacza to, że całość — tutaj cyfrowa gra wideo — może być postrzegana jako system składający się z wielu podsystemów. Jest to analogiczne do tego, jak uważa się, że ludzkie ciało jest zorganizowane w wiele systemów, takich jak krążenie, układ hormonalny, neurologiczny, pokarmowy i tak dalej. Dla jasności zacznijmy od kilku definicji.

Art. AI

System:

System to zbiór elementów lub komponentów, które są zorganizowane dla wspólnego celu. Słowo to czasami opisuje samą organizację lub plan (i ma podobne znaczenie do metody, jak w przypadku „mam swój własny mały system”), a czasami opisuje części systemu (jak w przypadku „systemu komputerowego”).

System komputerowy składa się z komponentów sprzętowych, które zostały starannie dobrane tak, aby dobrze ze sobą współpracowały, oraz komponentów programowych lub programów, które działają w komputerze.

Główny składnik oprogramowania sam w sobie jest systemem operacyjnym, który zarządza i udostępnia usługi innym programom, które można uruchomić na komputerze. System archiwizacji to grupa plików uporządkowana według planu (na przykład alfabetycznie według klienta).

Można powiedzieć, że cała przyroda i wszechświat są systemem. Ukuliśmy słowo, ekosystem, dla systemów na Ziemi, które wpływają na systemy życia. Termin ten może być bardzo przydatny, ponieważ tak wiele rzeczy można opisać jako systemy. Może być również bardzo bezużyteczny, gdy potrzebny jest bardziej szczegółowy termin.
— „system systemów (SoS), techtarget.com)

System systemów:

System systemów (SoS) to zbiór wielu niezależnych systemów w kontekście jako część większego, bardziej złożonego systemu. System to grupa oddziałujących na siebie, wzajemnie powiązanych i współzależnych komponentów, które tworzą złożoną i jednolitą całość.

Te niezależne i prawdopodobnie rozproszone systemy łączą swoje zasoby, tworząc nowy i bardziej złożony system. Poszczególne systemy w SoS współpracują ze sobą, aby zapewnić funkcjonalność i wydajność, których żaden z niezależnych systemów lub systemów składowych nie byłby w stanie osiągnąć samodzielnie.

Celem architektury SoS jest uzyskanie maksymalnej wartości z dużego systemu poprzez zrozumienie, w jaki sposób każdy z mniejszych systemów działa, łączy się i jest używany. Takie projekty systemów wymagają myślenia systemowego — holistycznego podejścia do analizy, które koncentruje się na sposobie, w jaki części składowe współdziałają, działają w czasie i funkcjonują w kontekście większego, ewoluującego systemu. — „system systemów”, techtarget.com)

Sama definicja systemu implikuje obecność kilku współzależnych elementów, które współpracują ze sobą, aby osiągnąć wspólny cel. Systemy gry to mechanizmy, za pomocą których dane wejściowe gracza są przetwarzane i osiągane są zamierzone wyniki.

Nietrywialność jest również ważnym parametrem, ponieważ wiele potencjalnych wydarzeń w grze wideo może nie mieć własnego, specyficznego systemu. Mechanika gry to specyficzna zasada lub system w grze, który określa, jak gra funkcjonuje i jak się w nią gra. Podsystemy gry to większe, bardziej złożone systemy, które składają się z wielu mechanizmów gry i mogą mieć własny zestaw zasad i procedur.

To, czy mechanika gry wymaga własnego, specyficznego podsystemu gry, zależy od kilku czynników. Jednym z czynników, które należy wziąć pod uwagę, jest złożoność mechaniki. Jeśli mechanika gry jest prosta i samodzielna, może nie potrzebować własnego podsystemu. Jeśli jednak mechanika jest bardziej złożona i obejmuje wiele kroków lub interakcji z innymi mechanikami, bardziej efektywne może być stworzenie podsystemu do zarządzania nią.

Kolejnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest znaczenie mechaniki dla całej gry. Jeśli mechanika jest podstawową częścią gry i jest często używana, sensowne może być stworzenie podsystemu do zarządzania nią. Z drugiej strony, jeśli mechanika jest używana sporadycznie lub jest mniej integralna z grą, tworzenie osobnego podsystemu może nie być konieczne.

Ostatecznie decyzja o stworzeniu konkretnego podsystemu dla mechaniki gry będzie zależała od potrzeb i celów projektu gry.

System gry musi odgrywać znaczącą rolę w grze jako całości, zanim będzie można go uznać za niezależny pod względem architektury informacji (tj. programowania i jego relacji z innymi systemami gier). Jednak możliwe jest, że otwieranie drzwi ma kluczowe znaczenie dla rozgrywki, w takim przypadku powinieneś mieć system drzwi, jeśli istnieje wiele sposobów otwierania drzwi, na przykład kopnięciem, strzelaniem do nich z pistoletu, użyciem biometrii, a nawet po prostu zwykły, nudny klucz.

Ogólny projekt gry określa, czy dany aspekt gry jest trywialny, czy nietrywialny.

książka Mike'a Ludo (pseudonim).

Nawet coś tak pozornie prostego, jak drzwi, może zostać zaplątane w sieć rozważań projektowych i szczegółów technicznych. Tworząc etapy gry, projektantka gier Liz England („Video Games and the Door Problem”, kotaku.com, 2016) sugeruje zadawanie następujących „pytań o drzwi”:

Czy gracz może je otworzyć?

Czy gracz może otworzyć wszystkie drzwi w grze?

A może są jakieś drzwi do dekoracji?

W jaki sposób gracz rozpozna różnicę?

Czy drzwi, które można otworzyć, są zielone, a te, których nie można otworzyć, są czerwone? Czy przed drzwiami piętrzą się śmieci, których nie możesz użyć? Czy właśnie usunąłeś klamki i zakończyłeś ten dzień?

Czy drzwi można zablokować i odblokować?

Co mówi graczowi, że drzwi są zamknięte i otworzą się, w przeciwieństwie do drzwi, których nigdy nie otworzą?

Czy gracz wie, jak odblokować drzwi? Czy potrzebują klucza? Włamać się do konsoli? Aby rozwiązać zagadkę? Czekać, aż minie chwila opowieści?

Czy są drzwi, które można otworzyć, ale gracz nigdy nie może do nich wejść?

Skąd się biorą wrogowie? Czy wbiegają przez drzwi? Czy te drzwi się później zamykają?

Jak gracz otwiera drzwi? Czy po prostu podchodzą do niego i otwierają się? Czy się otwiera? Czy gracz musi nacisnąć przycisk, aby go otworzyć?

Czy drzwi zamykają się za odtwarzaczem?

Co się stanie, jeśli będzie dwóch graczy? Czy zamykają się dopiero po przejściu obu graczy przez drzwi?

Co jeśli poziom jest NAPRAWDĘ DUŻY i nie wszystkie mogą istnieć w tym samym czasie? Jeśli jeden gracz zostanie z tyłu, podłoga może zniknąć spod niego. Co robisz?

Czy powstrzymujesz jednego gracza przed dalszymi postępami, dopóki obaj nie znajdą się razem w tym samym pokoju?

Czy teleportujesz gracza, który został w tyle?

Jaki rozmiar mają drzwi?

Czy musi być wystarczająco duży, aby gracz mógł się przez niego przedostać?

A co z graczami współpracującymi? Co jeśli gracz 1 stoi w drzwiach — czy to blokuje gracza 2?

A co z sojusznikami, którzy cię śledzą? Ilu z nich musi przejść przez drzwi bez utknięcia?

A co z wrogami? Czy mini-bossowie, którzy są więksi od osoby, również muszą zmieścić się w drzwiach?

W kontekście cyfrowych gier wideo możemy myśleć o grze jako o SoS, ale musimy również wziąć pod uwagę systemy, na których gra się w grę, takie jak konsola do gier, komputer osobisty lub urządzenie mobilne, oraz urządzenia peryferyjne używane do interakcji z tymi grami.

Ponieważ systemy gier mogą być rozwijane niezależnie, zwykle pracują nad nimi rozproszone osoby zgrupowane w wyspecjalizowane zespoły. Projektanci gier często pracują nad swoimi systemami w izolacji przez lata. Czas jest generalnie siłą napędową tego typu specjalizacji.

Jeśli masz długość życia elfa Tolkiena i potencjalnie możesz pracować nad swoją niezależną grą przez sto lat, to w porządku. Jeśli jednak masz mniej czasu na wypuszczenie gry, będziesz musiał przyspieszyć działania, podejmując wiele delegacji, w których zespoły skupiają się na różnych podkomponentach gry w różnych przepływach pracy.

Proceduralne systemy światowe

Światy gier generowane proceduralnie w czasie rzeczywistym są znane jako „ światy proceduralne ”. Dane wyjściowe systemu w czasie rzeczywistym dla dowolnego typu elementu gry, w tym nieskończonych krajobrazów, postaci, pojazdów i budynków, są określane przez zestaw parametrów.

W informatyce generowanie proceduralne jest metodą tworzenia danych algorytmicznie, w przeciwieństwie do ręcznego, zwykle poprzez połączenie zasobów i algorytmów generowanych przez człowieka w połączeniu z generowaną komputerowo losowością i mocą obliczeniową. W grafice komputerowej jest powszechnie używany do tworzenia tekstur i modeli 3D. W grach wideo służy do automatycznego tworzenia dużych ilości treści w grze.

W zależności od implementacji, zalety generowania proceduralnego mogą obejmować mniejsze rozmiary plików, większe ilości treści i losowość dla mniej przewidywalnej rozgrywki. Generowanie proceduralne jest gałęzią syntezy mediów.
— „Generowanie proceduralne”, Wikipedia

Systemy wschodzące

Wyłaniająca się właściwość systemu to cecha systemu jako całości, która nie występuje w żadnej z jego poszczególnych części. Ponieważ mechanika gry może wchodzić w interakcje ze sobą oprócz wkładu gracza, w grach występuje emergencja.

Gra w życie Conwaya jest klasycznym przykładem emergencji, ponieważ pokazuje, jak kilka podstawowych zasad może prowadzić do zaskakująco złożonych wzorów na siatce:

Komórka rodzi się, gdy dokładnie trzech sąsiadów zostaje zapełnionych komórką.

Komórka, która dzieli granicę z dwiema lub trzema innymi komórkami, przeżywa do następnej rundy.

Komórki mające mniej niż dwóch sąsiadów umierają.

Cela z więcej niż trzema sąsiadami umiera z powodu przeludnienia.

Gry z otwartym światem

Gra z otwartym światem lub swobodna gra to rodzaj gry wideo, która pozwala graczom odkrywać i wchodzić w interakcje z wirtualnym światem, który nie jest ograniczony do liniowej ścieżki lub historii. Te gry zazwyczaj oferują duże, otwarte środowisko, które gracze mogą eksplorować i poruszać się we własnym tempie.

Niektóre wspólne cechy gier z otwartym światem obejmują nieliniową rozgrywkę, w której gracze mogą wybierać własne cele i zadania; rozległy świat gry z licznymi lokacjami do odwiedzenia i aktywnościami, w których można uczestniczyć; oraz możliwość swobodnego poruszania się i eksploracji świata gry bez ograniczeń przez sztuczne bariery lub granice.

Przykłady gier z otwartym światem obejmują:

Grand Theft Auto
The Legend of Zelda: Breath of the Wild
Seria The Elder Scrolls (np. Skyrim)
Far Cry
Red Dead Redemption
Assassin’s Creed
Just Cause

Maszyny skończone

Maszyna stanów skończonych (FSM) to rodzaj architektury sztucznej inteligencji (AI), która jest powszechnie stosowana w grach wideo do kontrolowania zachowania postaci niezależnych (NPC). Nazywa się to „skończoną” maszyną stanów, ponieważ w danym momencie może znajdować się tylko w jednym ze skończonej liczby stanów.

Maszynę stanu NPC można zdefiniować na wykresie stanu za pomocą uniwersalnego języka modelowania (UML). Wykres stanu to diagram przedstawiający różne stany, w jakich może znajdować się NPC, oraz przejścia między tymi stanami. Każdy stan jest reprezentowany przez okrąg, a przejścia między stanami są reprezentowane przez strzałki. Warunki wyzwalające przejście z jednego stanu do drugiego można zdefiniować za pomocą logiki boolowskiej lub innych reguł.

FSM są popularne w grach AI, ponieważ są stosunkowo proste do zaprojektowania i wdrożenia oraz mogą być używane do tworzenia złożonych zachowań dla NPC. Szczególnie dobrze sprawdzają się w sytuacjach, w których zachowanie NPC można podzielić na odrębne, dobrze zdefiniowane stany, takie jak bezczynność, atakowanie lub poszukiwanie gracza.

FSM można również wykorzystać do kontrolowania innych aspektów gry, takich jak zachowanie obiektów lub przebieg samej gry. Jednak są one najczęściej używane do kontrolowania zachowania NPC.

Maszyna stanów skończonych (czasami nazywana automatem skończonym) to model obliczeniowy, który można zaimplementować za pomocą sprzętu lub oprogramowania i którego można używać do symulacji logiki sekwencyjnej i niektórych programów komputerowych. Automaty skończone generują języki regularne. Maszyny stanów skończonych mogą być wykorzystywane do modelowania problemów w wielu dziedzinach, w tym w matematyce, sztucznej inteligencji, grach i językoznawstwie.