Фазовые переходы в видеоиграх и игровой баланс +18



Фазовый переход происходит, когда система пересекает линию, разделяющую две фазы [1]. Для воды и льда это 0°C (если отбросить влияние атмосферного давление и других факторов). Помимо фазовых переходов в термодинамике можно выделить фазовые переходы и применительно к видеоиграм.

В играх и околоигровой сферах фазовые переходы изучены гораздо слабее и часто не могут похвастаться строгими научными доказательствами. Этот эффект еще часто называют «набором критической массы».

Картинка Frequency of miracles [2]

Далее будут рассмотрены наглядные примеры фазовых переходов и возможные способы работы с ними.

Фазовые переходы удивительны и прекрасны своим резким изменением состояния при достижении определенных неизменных пороговых значений у управляющих факторов. И при этом не важно как эти факторы достигли пороговых величин: при постепенном равномерном изменении значений или резкими неравномерными скачками, пороговые значения фазового перехода будут одинаковыми. У меня этот эффект вызывает настоящий восторг. И если к оледенению, таянию и кипению я привык с детства и не обращал на это внимания, то к менее очевидным примерам у меня возникают глубоко тёплые чувства.

Весь драматический эффект от неизвестных/невыявленных фазовых переходов проявляется из-за ряда их особенностей:

  • Эффект становится заметен достаточно поздно, когда ущерб уже нанесен, и на форумах появилось множество гневных отзывов от благодарных фанов: «сделали на коленке»; «криворукие разработчики»; «всё испортили».
  • Переход из одной фазы в другую происходит «мгновенно» после небольшого изменения характеристик. То есть в течение долгого времени линейные изменения характеристик влияют на всю игру линейно и сбалансировано, а вот после очередного увеличения игрок вдруг получает непобедимого героя или сверхсложного босса. А владельцы игры получают скучающего ушедшего игрока или тонны ненависти в соцсетях.

Рост основных характеристик сражающихся персонажей


Представим стандартного воина ближнего боя 1-го уровня с уроном 50 единиц и живучестью 50 единиц. Он сражается с окружающими его врагами, допустим, гусеножками с уроном 10 единиц запасом живучести 72 единицы. Допустим, что воин всегда атакует первым, а гусеножка атакует в ответ.

Лог таких сражений можно представить так:
1) Воин hp(50), dmg(50) атакует Гусеножку №1 hp(72)=>hp(22), dmg(10)
2) Гусеножка №1 hp(22), dmg(10) атакует Воина hp(50)=>hp(40), dmg(50)
3) Воин hp(40), dmg(50) атакует Гусеножку №1 hp(22)=>hp(0), dmg(10)
4) Воин hp(40), dmg(50) атакует Гусеножку №2 hp(72)=>hp(22), dmg(10)
5) Гусеножка №2 hp(22), dmg(10) атакует Воина hp(40)=>hp(30), dmg(50)
6) Воин hp(30), dmg(50) атакует Гусеножку №2 hp(22)=>hp(0), dmg(10)
7) Воин hp(30), dmg(50) а такует Гусеножку №3 hp(72)=>hp(22), dmg(10)
8) Гусеножка №3 hp(22), dmg(10) атакует Воина hp(30)=>hp(20), dmg(50)
9) Воин hp(20), dmg(50) атакует Гусеножку №3 hp(22)=>hp(0), dmg(10)
10) Воин hp(20), dmg(50) атакует Гусеножку №4 hp(72)=>hp(22), dmg(10)
11) Гусеножка №4 hp(22), dmg(10) атакует Воина hp(20)=>hp(10), dmg(50)
12) Воин hp(10), dmg(50) атакует Гусеножку №4 hp(22)=>hp(0), dmg(10)
13) Воин hp(10), dmg(50) отступает для лечения
Таким образом, воин успеет уничтожить 4 гусеножек, после чего ему потребуется лечение.

Предположим, с каждым новым уровнем воин получает бонус в 5 единиц урона и 5 единиц живучести. На основе этих данных можно построить график зависимости числа убитых гусеножек до необходимости лечения (потери времени и ресурсов):

Зависимость числа убитых гусеножек до необходимости лечения
Зависимость числа убитых гусеножек до необходимости лечения

То есть с 6-го уровня (когда у него будет 75 урона) игрок может безнаказанно и более чем в два раза быстрее убивать гусеножек, т.к. перестанет получать от них урон. Подобный перекос довольно легко сгладить или устранить, когда разработчик имеет дело с 2-умя персонажами. Когда же этих персонажей становится много десятков и у каждого под десяток разных видов атак, то разработчик непременно столкнется с дисбалансом в различных сочетаниях. А подкрутка одних параметров будет приводить к появлению новых супер персонажей.

Например:

Серия мультсериала Южный Парк «Занимайтесь любовью, а не Warcraft’ом» [3], где главные герои прокачивались на кабанах, погибающих с одного удара.

Занимайтесь любовью, а не Warcraft’ом
Истребление кабанов — Южный Парк

На данный момент придумали несколько способов борьбы с этой проблемой:

  • Создание уязвимостей разных классов персонажей по типу камень-ножницы-бумага, там, где это критично (столкновения с реальными игроками), а где некритично (например, в случае с NPC) — просто игнорируют. Например, маг всегда побеждает воина, воин всегда побеждает вора, вор всегда побеждает мага. Или система: вода, огонь, земля:

    Элементальные камень-ножницы-бумага в Покемонах [4]

    Этот подход даёт некую уверенность, что даже при сломанном ленивом балансе у неоправданно сильного персонажа всегда будет его собственная ахиллесова пята.
  • Увеличивать силу противников пропорционально силе игрока. Так, например, поступают в играх Oblivion и Skyrim. Хотя в Skyrim это сделали не так топорно и почти незаметно. А вот Oblivion за свой автолевел получил изрядную долю «народной любви»:

    Скелеты в Skyrim & Oblivion
    Автолевелинг в Skyrim & Oblivion [5]

  • Спрятать проблему заборами ограничений. Это, пожалуй, самый ленивый подход. Он заключается в том, что дисбаланс можно спрятать, если перекрыть к нему доступ. Таким образом используются ограничения минимальным и максимальным уровнем героя на: использование экипировки; доступ к локациям и квестам; невозможность напасть на другого игрока при значительной разнице в уровнях.

    Ограничение локаций уровнями героев в Darkest Dungeon [6]

  • Обесценивание. Метод заключается в том, что за легкодоступные достижения выдаётся минимальное вознаграждение. Например, за победу над Гусеножкой воины 6-го уровня и выше перестают получать опыт. Или более старый способ: экспоненциальный рост необходимого объема опыта для левелапа. Или оба этих подхода сразу. Таким образом, использование дисбаланса теряет всякий смысл для игрока. Этот метод используется, например, в играх Newerwinter Nigts 2, вот таблица требуемого опыта для повышения:

    Таблица требуемого опыта для повышения в Neverwinter Nights 2 [7]

    Вряд ли найдется много желающих уничтожить 4750 гоблинов по 4 единицы опыта, чтобы получить повышение с 19-го уровня на 20-ый.

Поиск доминантной стратегии


Доминантная стратегия — ситуация, при которой одна из стратегий некоторого игрока дает больший выигрыш, нежели другая, при любых действиях его оппонентов [8]. Возникновение доминантных стратегий неизбежно, но разработчики могут их ослаблять, приближая геймплей к более сбалансированному состоянию.

Примеры фазовых переходов в доминантных стратегиях:

  • 1. Hearthstone [9]. Это многопользовательская карточная игра от Blizzard, в которой постоянно возникают стратегии с «бесконечным уроном». Один из самых ярких примеров, это «бесконечная» генерация огненных шаров за 0 маны.
    Линией фазового перехода тут является комбинация выложенных карт:

    — один Архимаг Антонидас, который кладет в руку Огненный шар за 4 маны после того, как игрок сыграет любое заклинание;
    — четыре Ученицы чародея, которые уменьшают цену заклинаний на 1 за каждого ученика;
    — любое заклинание для начала генерации создания Огненных шаров.


    Hearthstone — комбо бесконечных огненных шаров за 0 маны [10].

    Единственное ограничение такой стратегии становится время, за которое надо успеть выложить стратегию и добить противника, что не позволяет назвать эту стратегию полностью безграничной. Разработчики игры периодически прикрывают возможность исполнения этой стратегии, но она с завидным упрямством возрождается с помощью новый комбинаций. Эта стратегия изначально ломала игровой баланс, но с помощью доработок разработчиков её стало довольно сложно реализовать, поэтому баланс был восстановлен (использующие эту стратегию просто проигрывают до того, как смогут ее реализовать).
  • 2. Slay the Spire [11]. Это однопользовательская карточная игра поджанра roguelike-like. В ней, как и в Hearthstone возможно создание бесконечных стратегий. Линией фазового перехода в таких стратегиях является стабильная комбинация карт во всей колоде игрока — когда есть все необходимые карты и нет лишних, которые могли бы прервать цепочку бесконечного повтора выигрышной стратегии.


    Slay the Spire — устойчивое бесконечное комбо из 2-ух карт [12]

    Игроки обнаружили несколько подобных стратегий. Тут скорее всего нет поломанного баланса, т.к. весь дизайн игры построен на создании таких супер стратегий, чтобы можно было в итоге выиграть. К тому же случайность генерируемого окружения мешает сбору таких комбинаций на постоянной основе.

Заключение


В заключении я хотел бы привести отличную цитату из статьи «Level 16: Game Balance» от Ian Schreiber [13] (вообще весь сайт содержит весьма интересный цикл статей про игровой баланс с разных точек зрения).

The Role of Balance - оригинал
The Role of Balance

In my early days as a designer, I was very passionate about game balance. “A fun game is a balanced game, and a balanced game is a fun game” was my mantra. I’m sure I annoyed many of my seniors with my rantings on the imbalances in our games and why we needed to fix them immediately. Such is the privilege of youth.

While I still believe balance is important and a key skill for any game designer, I now take a more moderate line. I have seen some games that are fun in spite of being unbalanced. I’ve seen other games that are fun specifically because they are intentionally unbalanced. I have seen some games that have done astoundingly well in the marketplace, despite having egregious imbalances. These are rare and special cases, to be sure. But let this serve as a reminder to you that the techniques and concepts discussed today should never take priority over the ultimate design goals for your game. Let these techniques be your tools, not your master.

Роль баланса (перевод)
В мои ранние годы гейм дизайнера я был совершенно бескомпромиссным в отношении игрового баланса. «Интересная игра — это сбалансированная игра, а сбалансированная игра — это интересная игра», — это была моя мантра. Не сомневаюсь, что я раздражал многих моих старших коллег своими разглагольствованиями о недостатках в балансе в наших играх, и почему мы должны немедленно их исправлять. Эх, юношеский максимализм.

Хоть я до сих пор верю, что умение поиска баланса — это важный и ключевой навык любого гейм дизайнера, я теперь придерживаюсь более терпимой точки зрения. Я встречал игры, которые были интересны не смотря на то, что были несбалансированы. Я встречал игры, которые были интересны как раз из-за того, что у них намеренно был нарушен баланс. Я даже встречал несколько игр, которые удивительно успешно продавались при том, что в них был просто вопиющий дисбаланс в геймплее. Хотя стоит отметить, что это весьма редкие и специфические случаи. Так что пускай это служит вам напоминанием, что все озвученные мною методы и подходы не должны превалировать над основными целями вашей игры. Пускай эти подходы достижения баланса будут вашими средствами, а не целью.

Источники литературы


  1. Фазовый переход в термодинамике
  2. Картинка Frequency of miracles
  3. Серия мультсериала Южный Парк «Занимайтесь любовью, а не Warcraft’ом»
  4. Элементальные камень-ножницы-бумага в Покемонах
  5. Автолевелинг в Skyrim & Oblivion
  6. Ограничение локаций уровнями героев в Darkest Dungeon
  7. Таблица требуемого опыта для повышения в Neverwinter Nights 2
  8. Доминантная стратегия — Википедия
  9. Официальный сайт Hearthstone
  10. Hearthstone — комбо бесконечных огненных шаров — Youtube
  11. Игра Slay the Spire
  12. Slay the Spire — устойчивое бесконечное комбо из 2-ух карт
  13. Level 16: Game Balance и серия статей про баланс от Ian Schreiber

Вы можете помочь и перевести немного средств на развитие сайта



Комментарии (33):

  1. qnok
    /#19392054

    Если у вас есть другие примеры, похожие на данный эффект, то я был бы рад о них услышать. Я старался найти больше примеров, но за пару месяцев «запекания статьи» нашлись только эти.

    • Deosis
      /#19392374 / +1

      Механика из серии TES, где можно циклически усиливать алхимию и зачарование.
      После, созданные предметы будут разрывать в клочья всех противников.

      • qnok
        /#19392386

        Спасибо. Разработчики TES воспринимают это скорее их фичей. Во всяком случае с выходом новых частей ситуация с этим трюком особо не меняется

    • DrunkBear
      /#19393130 / +1

      Любые запрещенные на чемпионатах MtG стратегии / карты.
      Механика игнорирования брони в WoW WoLTK ( при сборе 85%+, кажется, разбойники начинали разрывать всех и вся 1 кнопкой)
      Многие p2w игры имеют этот эффект, граница перехода зависит от жадности владельцев игры.

  2. keydon2
    /#19392094

    Интересно почитать. Спасибо за статью.

    • qnok
      /#19392104

      Благодарю, я для нее 2 месяца материал набирал. Я рад, что мою работу так тепло встречают.

  3. Sirion
    /#19393338 / +1

    Slay the Spire — устойчивое бесконечное комбо из 2-ух карт

    Правильно «2-вух» же.

    • qnok
      /#19393366

      Тогда уж лучше сразу "двух". Надеюсь Вас не напрягает использование мною похожей аватарки.

      • DenimTornado
        /#19393802

        подозревая, что там был сарказм…

        • qnok
          /#19393944

          Действительно, моя ошибка. Нужно было просто 2. Век живи, век учись.

          • Burrex
            /#19402976 / -1

            Нет, нет, надо было 2-х.)) Или это тоже сарказм?)

            • qnok
              /#19403440 / +1

              Когда нужны буквенные наращения после цифр?
              new.gramota.ru/spravka/letters/87-rubric-99

              Наращение не используется:
              В записи количественных числительных: словарь в 4 томах; работа 2 сотрудников; серия из 12 упражнений.

              Сам только недавно узнал, до этого как-то по наитию писал.

      • Sirion
        /#19395338

        Ну, у меня нет монополия на использование «собаки») Честно говоря, схожесть аватарки была дополнительной причиной, почему я решил открыть статью. Так что, пожалуй, она скорее полезна, чем вредна.

  4. wsf
    /#19393684 / +1

    В Silent Storm была пасхалка, на одной из случайных миссий можно было найти лазерную винтовку из x-com которая устраивала игре фазовый переход

    • qnok
      /#19393756

      Явный пример хорошо встроенного разбаланса. Вот я когда проходил эту игру, о пасхалке не знал.

  5. DrunkBear
    /#19393798

    Кстати, во многих играх (Diablo3 / WoW / Path of Exile / etc ) этот самый фазовый переход — один из ключевых моментов механики: игрок мужественно страдает от тараканов, пока не накопит внутрненнюю валюту и не купит/ выбьет/ скрафтит набор вещей, после надевания которого тараканы в радиусе экрана начинают сами умирать от вида героя и дарить лут.
    Обычно при этом становятся доступны hardmode- и uber — тараканы, чтоб страдать дальше и испытания в стиле «заставь пострадать не менее 500 тараканов за 1 минуту», но это уже другая история.

    • JustDont
      /#19393940

      В ARPG-играх фазовый переход обычно абсолютно бессмысленен с точки зрения игрока: безнаказанно «фармить» мобов некоротого этапа N можно лишь прокачавшись до уровня этапа N+K и одевшись в экипировку N+K. То есть, разрывать всех можно, но ценности от этого не будет ни по прокачке (через традиционную схему обесценивания опыта), ни по луту (слабые мобы заведомо не бросают лут, интересующий сильного игрока).

      • DrunkBear
        /#19394134

        Склонен не согласиться:
        1. начало игры / сезона, когда персонаж ещё нищий оборванец, падает оружие максимального уровня/качества/редкости для героя — фазовый переход! Ближайшие 5-10 уровней скорость убийства мобов ограничена скоростью кликов ( ну и наличием монстров в пределах досягаемости)
        2. середина игры, прокачка нового персонажа — вдумчиво смотрим в сундуки, одеваем самое лучшее для низких уровней — и ближайшие уровни персонаж аннигилирует всех
        3. любое время игры — для игр со внутренним аукционом — случайно падает билдообразующая вещь с того самого этапа N+K, которая одевается / меняется / продается, герой получает преимущество и рывком проходит с N до этапа N + K/2, не встречая особого сопротивления.
        4. фазовый переход с командой поддержки ( для онлайн-игр): собираем высокоуровневую группу поддержки и играем на 1 игрока ( получение достижений Server first в WoW или быстрая прокачка героя в сезоне до максимального уровня в ARPG)

        • qnok
          /#19394236

          В онлайне все становится сложнее. В одиночном режиме можно и убрать ограничения. Brogue с этим очень успешно справляется.

  6. JediPhilosopher
    /#19393910 / +1

    В файтингах адово бесят бесконечные комбо. Помню пробовал как-то играть в какой-то Guilty Gear по сети, но это было просто нереально. Достаточно пропустить один удар как оппонент начинает крутить бесконечное комбо — серия ударов, подбрасывание в конце, какой-нибудь мощный бабах, потом снова серия ударов и так до бесконечности.

    В файтингах с этим пытаются по-разному бороться. Например в том же GG была специальная шкала, которая заполнялась когда персонажа били и опустошалась через несколько секунд после последнего удара. Чем полнее шкала — тем меньше урона персонаж получает. Задумка в том, чтобы супер-длинные комбо наносили все меньше и меньше урона.
    Вторая идея — особые приемы, которые можно выполнить в любой момент, даже когда персонаж в стане от атаки противника. При этом персонаж выполнить специальный прием, отбрасывающий врага и прерывающий любое комбо.

    Но работали эти методы все равно паршиво, во всяком случае при серьезной разнице в уровне игроков. Снижение урона лишь замедляло и удлинняло процесс бесконечного комбо-унижения, а спецприем можно было сделать один раз (на него вроде энергия расходовалась), разик сунуть врагу в репу, а потом он начинал очередное бесконечное комбо.

    В итоге фазовым переходом тут можно назвать освоение такого комбо. Как только оно натренировано в достаточной степени — поединок по сути сводится к «кто первым сумеет его прожать»

    • qnok
      /#19393962

      Спасибо за пример, я с файтингами слабо знаком. И чаще играл против хаотичного нажатия кнопок.

  7. DjSapsan
    /#19395634

    Как же мне это напомнило мод для Age of Empires 2, который называется 9x Civ Bonuses. Данный мод создает громаднейший дисбаланс, но делает процесс невероятно веселым. Дело в том, что все цивилизации изначально более-менее сбалансированы, а умножение на 9 просто прокачивает и камень и ножницы и бумагу.

    • 3lo1i
      /#19396142

      Однако это создает одну единственную доминантную стратегию: исследовать до максимума урон и дальность для лучников, и бомбардировать замки противника через всю карту. Противник, выбравший прокачивать, например, кавалерию, не имеет при этом никаких шансов, так как даже никогда не подберется на расстояние удара.
      Ситуация камень-ножницы-бумага не создается.

      • DjSapsan
        /#19398422

        Вы не пробовали. Готы получают бесплатную пехоту с феодала (проблема раша только с домами — не хватает ни на армию ни на жителей). Византия убивает с пары ударов всех окружающих юнитов и имеет сверхкрепкие здания. У ацтеков реликвии умножаются на 9, а монахи в итоге имеют ~500 ХП и еще сверхсильные орлы. У малайцев бесплатные слоны. У персов самое быстрое эко и самые сильные неубиваемы юниты. Примеров много можно привести )

  8. playermet
    /#19396146

    От себя. Несколько раз проходил Fable, и всегда случалась одна и та же беда. После того как я доходил до определенной локации в которой очень удобно фармить, я за час вкачивал все характеристики в топ и изучал все скилы. В итоге получался персонаж который остнавливает время, а потом зачарованным луком и под сильным бафом ваншотает почти всех противников. До той локации все идет более менее нормально.

    То же самое и с экономикой, из-за непродуманной торговли есть всего два состояния — «игрок еще не набрал достаточно алмазов чтобы быстро обогащаться», и «игрок самый богатый человек мире».

  9. Sirion
    /#19396350

    В The Binding of Isaac (и особенно в The Binding of Isaac: Rebirth) существуют наборы предметов, позволяющих «сломать игру» — повторяя некоторую последовательность действий, получить любые или почти любые предметы, и в итоге — персонажа невероятной силы, убивающего финального босса за несколько секунд и не убиваемого ничем. Иногда в процессе игра ломается в буквальном смысле из-за того, что какие-то характеристики превышают предусмотренные разработчиком значение. Допустим, из-за нечеловеческой скорости стрельбы и количества дополнительных проджектайлов этих самых проджектайлов становится на экране слишком много, и игра крашится.

    • qnok
      /#19396682

      Спасибо, это как раз то, что нужно. Состояния рабочая / нерабочая игра. Может быть у них там перебор снарядов / столкновений через рекурсию реализован, вот и получают переполнение стека.

  10. Wicirelllis
    /#19396686 / +1

    homm3 Шляпа Адмирала
    имея несколько артефактов (шляпа адмирала, арты на логистику) можно сильно увеличить запас сухопутных очков хода, фактически до бесконечности. Это может быть очень большим преимуществом.

    пример — youtu.be/4fBaacaNeMU?t=512

    • qnok
      /#19396688

      Забавно. Классическая ошибка: дополнительный бонус прибавили при одевании перчаток, а вычесть при снимании забыли. Бывают еще случаи бесконечного увеличения базовых характеристики при подобных ошибках.

      • JediPhilosopher
        /#19399356

        Cразу вспоминается X-COM где персонажа можно было доапать до переполнения переменной, в которой хранились статы. При этом он не может двигаться (так как число ходов у него становится нулевым), зато может бесконечно стрелять (так как стоимость выстрела задается в процентах от количества ходов и тоже становится нулевой)

        • juray
          /#19404224 / +1

          ну это если «повезёт», и очередное приращение ровно на 0 результат выставит. Чаще на пару единиц через ноль всё-таки переваливало (во всяком случае, у меня и моих друзей).

    • Xaliuss
      /#19403526 / +1

      Насколько я понимаю в HoTA поправили этот и многие другие баги homm3.

      Одним из примером фазового перехода без багов в героях 3 будут заклинания быстрого перемещения — экспертный городской портал и дверь измерений. Во многих картах из-за этого эти заклинания запрещают, или делают доступными через выполнение квеста/пробитие охраны/захват определенного замка. Иначе в борьбе 2 людей победит тот, кому повезло, и выпало нужное заклинание.

      На начальных этапах игры похожую роль играют экспертные замедление/ускорение. Вообще в героях много подобного рода примеров. Самый неостановимый из небагов — сбор плаща короля нежити некромантом, который делает его в принципе непобедимым.

      • adictive_max
        /#19405830

        В 4-ке это добра прямо навалом было.
        Общая читерность магии порядка:
        — отключение до конца боя дальних атак у стрелков (в каком-то билде с дополнениями ещё и массовое)
        — 3 заклинания контроля разума без ограничений по уровням и силе отрядов
        — телепорт и полёт
        — ну и наконец самое вкусное — «городской портал», который можно кастовать прямо во время боя.

        Героя-варвара можно было прокачать так, чтобы он в одну харю сносил целые армии.

        У замка людей было аж 3 стрелковых юнита, 2 из которых стреляют без штрафа на расстояние.