Фазовые переходы в видеоиграх и игровой баланс

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

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.

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»:
  
  
  
  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).

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