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以三款经典游戏为例 分析伪随机设计原理

2018-07-04 11:06游戏观察 /

为了增加游戏的可玩性和丰富内容,开发者多会考虑在游戏中添加一些随机要素。但是如何把握这个度确实一件既费神又难度很大的事。一般来说,在电子游戏等娱乐软件中,一般使用的手段是“伪随机数生成器”,那么这一方法是如何应用到游戏设计中的呢?下面就以三款经典游戏为例,分析关于“伪随机”的设计原理。

你希望自己的游戏含有多少随机要素?这些随机要素是什么性质的?它在哪些层面可能出错?我建议所有开发者在制作中仔细考虑这个问题。

有些人认为游戏应该尽量不出现随机要素,或者只起极小的作用,把所有决定性因素都交给玩家操作。如果一个攻击会生效,那他产生的反馈同样应该是确定性的,而非随机的反映。比如在射击游戏中,如果你用枪指着一个人物并扣下扳机,那么目标应该被击倒,子弹不应该随机漂移或受瞄准系统干扰。

还有一些开发者担心玩家对随机系统有什么误解。比如攻击命中率是90%,但他们觉得这其实是虚假的数字。在实际的攻击和“掷骰子”过程中,他们期望有98%的攻击可以命中。

很少有计算机程序能实现真正的“随机性”。在我们广阔的“牛顿世界”中,“完全随机”的现象其实是相当罕见的。我们以为掷骰子时哪面朝上是随机的,实际上结果在固体离开我们手掌的时候就已注定了。用“随机”解释这些现象,其实是因为我们无知——我们不知道骰子在空中运动的矢量模型,也不知道它撞击地面的反应,会怎样翻滚和停止——这对有人垄断结果收益其实是有利的。

你可以在量子物理层面实现真正的“随机”,但在日常生活中大多数时候无此技术条件和必要,我们都使用其他替代手段来实现相似的效果。在电子游戏等娱乐软件中,一般使用的手段是“伪随机数生成器”。游戏中的随机性,在各个社区已经引起了开发商和玩家注意。本文我以三款经典游戏为案例,看看它们的伪随机机制是的本质是什么、如何运作,以及在某些情况下,是如何被利用的。

《最终幻想》:从预先生成的数字列表中依次读取

初代《最终幻想》的主程序是传奇8位机程序员Nasir Gebelli。他在Apple II电脑平台为自己赢得崇高的声望。Famicom(下简称“FC”)主机与Apple II使用的都是6502芯片,所以Gebelli转移到FC上可谓如鱼得水,将他的精湛技艺和宝贵经验发挥得淋漓尽致。

《最终幻想》第一个伪随机运用场景是遇敌。游戏的ROM中存储着一份含有256个数字的列表。每次游戏系统重启时,该列表的数值读取进度都会被初始化。玩家每走一步,系统就读取一个数值,将其与后台设置的遇敌阈值做比较,如果小于阈值,触发遇敌;大于阈值则无事发生。换言之,这是一个数列重复排列组合使用的过程。

当然,这不是初代《最终幻想》使用的唯一一套随机系统。游戏还有另一套遇敌机制,使用与上面原理相同的数字列表系统——不同的是,该列表与上面使用的列表不是同一份,而是保存在卡带靠电池驱动的RAM中,与玩家的存档放在一起,也不会随着重启刷新。这就意味着,如果玩家在特定区域存盘,然后在某个位置遇到了敌人,你读档后永远能在相同的位置遇到同一组敌人。有趣的是,这份列表虽然和存档一同放在RAM上,但通过导出我们发现,两份文件是互相独立的,存档文件本身不包含任何乱数列表。

《最终幻想》

那么,老遇见相同的怪,岂不是很无聊?

别急,在战斗中还有随机性发挥的空间。引擎程序员做了一个相当聪明的设计,防止乱数序列被玩家破解、利用,从而创造优势。

在玩家进入战斗后,游戏每刷新2帧就会读取一次乱数,而战斗中却不会进行遇敌判定。如此高频率的乱数消耗,使战斗结束后,玩家无法在底层运算不可见的情况下判断乱数究竟读到了哪里。所以,虽然读档后第一次遇敌结果都一样,但除非你能精确到帧地复制每次游玩的操作,后续游戏体验很快就会朝未知的方向发散。

对游戏体验来说,这种“发散”很重要。我们可以说,《最终幻想》的乱数运行机制无关乱数本身的价值,只是不断使数字滚动——换言之,将系统计算结果与玩家难以精准还原的操作关联起来了。

编辑:向向

文章关键字 天南贡品

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