概率与统计学要素在游戏设计中的运用（下）

一、关于游戏设计中的机会和技能

机会与技能主导的游戏类型

突出有意义决策的游戏，并非都依赖玩家技能，部分游戏完全依靠机会，这类多为儿童游戏或博彩游戏。机会游戏有其独特吸引力，它能让不同技能水平的玩家基于公平竞争率参与游戏，适合各类人群，包括喜欢掷骰子玩法和享受策略对抗的玩家，甚至有人觉得失败和伪装也颇具乐趣，且这类游戏目标相对容易达成。

而像一字棋这类游戏，则是纯粹基于技能的游戏，玩家一旦掌握主要策略，就能精通此游戏。

游戏引入机会机制的理由

尽管游戏设计中技能很关键，但引入机会机制也有其合理性：

1. 阻止或延迟玩家解决问题，增加游戏的持久度和挑战性。
2. 使游戏玩法达到平衡，让不同类型玩家都能感受到竞争性。
3. 提升游戏系统元素的多样性，避免游戏单调。
4. 在游戏中创造戏剧性时刻，增强游戏的趣味性和观赏性。
5. 增强游戏的决策性，玩家需要在机会因素下做出更复杂的决策。

游戏平衡

平衡游戏的特征

• 提供有意义的选择，多种策略可助玩家获胜，且不存在绝对的主要获胜策略。
• 机会的作用小于技能，技能更出色的玩家获胜概率更高。
• 游戏难度级别一致，玩家能感受到合理的挑战，不会觉得突兀。
• 在玩家对抗玩家的游戏中，玩家认为游戏公平，落后玩家有反超机会，且不存在不公平能力的玩家。

技能与运气平衡的测试

平衡游戏时，技能和运气元素的平衡至关重要。以下情况表明游戏可能缺少技能/运气平衡：

• 玩家感到无聊，意味着游戏缺乏有趣决策，运气元素过多。
• 玩家仅在未轮到自己时无聊，说明游戏可能缺少策略元素，玩家行动对其他玩家回合影响小。
• 玩家无法沉浸游戏，对行动感到困惑，表明游戏决策或信息过多。
• 某一玩家绝对压制其他玩家，说明游戏过于侧重技能，可适当添加运气元素以保证公平性。

通常，在游戏中添加“运气”即添加随机元素。教科书将运气/技能游戏分为三种类型：

1. 机遇游戏：如儿童游戏或博彩游戏，可添加策略元素增强趣味性，营造技能错觉。
2. 收缩技能游戏：侧重于灵巧性挑战，较少使用机会元素，常添加策略选择以保持游戏流畅度。
3. 策略技能游戏：节奏较慢，需要玩家深度思考。添加收缩元素可打断长策略环节，如一些RPG游戏中的迷你游戏。

技能类型

Jesse Schell在《Art of Game Design》中区分了三种主要技能类型，多数游戏需要混合这些技能，这些分类为游戏设计提供了基础：

1. 实体技能：包括灵巧、协调、力量和耐力等，常见于体育类游戏，部分电子竞技中的键盘操作和控制器使用也可归为此类。
2. 心理技能：如观察、记忆和解决谜题等，与游戏中的策略性决策密切相关。
3. 社交技能：涉及了解对手、欺骗对手和与队友协作等，与玩家社交互动和游戏影响力有关，常见于团队体育游戏。

Schell还区分了真正的技能和虚拟技能。真正的技能需在实践中提升，而虚拟技能即使真正技能未提高也可完善。设计师可将游戏分解为技能组件，找到适合玩家的技能，提升设计质量。

机会

机会能为游戏增添不确定性，给喜欢惊喜的玩家带来乐趣，且与游戏中的概率直接相关。Schell列出了游戏设计师应熟悉的十大概率规则：

1. 派别、小数、百分比等效：如1/2 = 0.5 = 50%，人类常用概率表达。
2. 概率范围在0到1之间：游戏中概率不会出现 -10%或110%等情况，若计算结果超出此范围需重新计算。
3. 概率计算：“渴望”结果数除以“可能结果”数等于概率。
4. 列举法：当寻找结果不直观时，列出所有可能结果有助于明确模式和组合。
5. “OR”规则：在特定情况下，计算x或y发生的概率，若事件互斥，可将概率相加。
6. “AND”规则：计算两个非互斥事件同时发生的概率，可将它们的概率相乘。
7. 互补概率：用1减去某事件发生的概率，可得到其对立面事件发生的概率。
8. 多元线性随机选择：多次线性随机选择的综合结果并非线性随机，如多次掷骰子，各面出现概率分布不均。
9. 理论概率与实际概率：理论概率是普遍情况，实际概率可通过多次实验（如蒙特卡洛法）计算，理想情况下两者接近。
10. Gombauld定律：面对概率问题时，与朋友合作计算，可在邮件列表上讨论相关数学和概率问题。

使用机会元素的要点：

• 谨慎使用机会元素。
• 基于小风险和小奖励频繁使用。
• 让玩家自主选择是否使用机会。
• 让玩家能够决定风险的概率。

二、解构游戏设计中的随机性与概率问题

策略游戏随机性的错误假设

长期以来，我们依赖各种随机性来运行互动系统，但当前关于策略游戏随机性的假设存在错误。玩家选择与结果之间的“噪音”（即随机性）不应被视为策略游戏的一部分。

什么是随机性

本文中，随机性指“不可预测且影响游戏状态的信息”，其生成过程人类难以预测，如掷筛子、洗牌或随机数生成程序。

从技术角度看，掷筛子并非真正随机，计算机可根据物理信息预测结果，但人类无法做到，所以在游戏设计中假设筛子结果不可预测。刻意预测筛子滚动并控制结果被视为“作弊”。

掷筛子是一个独立的封闭系统，与优秀游戏系统不同。这与象棋等游戏的不可预测性不同，象棋虽有不可预测性，但玩家可通过学习和分析增加可预测性，因此不能说象棋具有随机性。所有游戏都需一定不可预测性，但随机性并非唯一实现方式。

随机性的类型

随机性可分为输入随机性和输出随机性：

• 输出随机性：常见于玩家决策和结果之间，如《Risk》《Memoir ’44》中的掷筛子战斗和《X - Com》《FTL》中的随机数字生成战斗。无此随机性的系统称为“确定性”系统。
• 输入随机性：在玩家做决定前提供暗示，如《文明》《Rogue》中的地图生成，或《Puerto Rico》《Agricola》等游戏中的面朝上砖块或纸牌。虽本文不详细讨论，但需了解其与输出随机性的区别。

这两种随机性在技术上处于连续统一体，但不负责任地使用输入随机性会带来与输出随机性类似的问题。

策略游戏学习引擎

策略游戏是一个可理解的学习引擎，玩家在游戏中经历告知、决定和记录技能的过程：

1. 告知玩家：玩家观察游戏状态，根据技能基础获取系统运行信息。
2. 决定行动：玩家行动后，系统给予反馈，反馈遵循一定策略。
3. 记录技能：玩家观察和记录因果关系，形成“技能文件夹”。深度游戏能持续提供此类体验，游戏质量可通过策略“深度”衡量。

达到深度的方法

意外的复杂性

为创造复杂性，让游戏在玩家游戏过程中生成复杂意外情境。如棋盘上双方势力同时行动，会产生多种不同情境。

复杂性效率

多数设计师未意识到的方法是识别复杂性的有效性，即状态和过去状态历史之间的相关性。策略游戏比赛中状态有限，如象棋平均状态约40种，实时游戏也有有限的有意义状态。

在决定性游戏中，当前游戏状态与时间线各部分紧密相连，形成复杂独特结构，为游戏状态提供环境解释。而随机性游戏中，时间线相互独立，当前状态受影响小。

虽然高随机性游戏有决定性元素提供环境，但大量环境信息可能失去意义，导致游戏事件关系独立，无法为当前状态提供有效环境差别。决定性游戏能最大化复杂性效率，非决定性游戏则不能。

想象的深度

输出随机性不能提升游戏深度，如掷筛子只能确定每面出现概率为1/6，无法探索更多内容。它还会模糊结果，让玩家难以判断行动有效性，延迟学习过程，创造深度表象。

人类倾向于寻找模式，策略游戏中的随机性会让玩家产生“幻想技能”，使游戏看似更有深度。但实际上，多数玩家会利用系统解决问题，随机性成为决定性元素。

反论

随着时间推移，出现了一些关于策略游戏随机性的反论：

1. “输出随机性只是下一回合的输入随机性”：此观点有两个缺陷，一是未考虑更大策略视图的复杂性效率，二是即使是输入随机性，也可能是“不公平的输入随机性”，玩家无时间做出回应。
2. “有些游戏需要输出随机性才能运行”：依赖随机性运行的游戏可能是肤浅的，这暗示设计存在问题。
3. “如果存在随机性，那么这便全部是关于风险管理”：风险管理并非随机游戏独有，在决定性系统中估算几率可能更有趣。
4. “随机性并不重要 —— 你只需要尽自己所能做到最好！”：此观点是为玩具随机性辩护，策略游戏有输赢条件，不能忽视随机性。
5. “担忧更广泛技能范围的玩家能够彼此对抗”：为平衡玩家技能而添加随机性会破坏游戏，应合理安排比赛。
6. “随机性将让游戏变得更像现实生活”：策略游戏有其独特价值，与模拟游戏不同。
7. “带有随机性的游戏仍然带有技能！”：虽含技能，但随机性会使玩家探索领域受限。

其它反馈

一些输出随机性类型虽未被重视，但有相似功能和问题：

• 同步行动：如RPS游戏中猜测对手行动，是一种有效的随机设定，因其公平性被用于决策。
• 执行：游戏中的执行涉及身体和输入的复杂关系，存在许多错误空间，在单独比赛中与随机性类似。

结论

游戏设计中应认真思考随机性问题。虽不否认随机性的存在空间，但应避免基于各种形式的输出随机性，仅在博彩游戏或系统深度不足时使用。多人游戏和单人游戏可适当使用平衡且变化小的输入随机性。

三、阐述游戏中的运气元素类型及其作用

运气元素对游戏的影响

游戏中运气元素的数量和类型会深刻影响游戏整体感觉。有些游戏无运气元素，如象棋，所有变化源于对手行为；有些游戏全凭运气；多数游戏介于两者之间，创造了丰富体验。

本文不过多探讨电子游戏中运气的作用，但其与桌游类似，会对游戏体验产生重大影响。在游戏制作中，运气是重要元素，需考虑其融入方式和为玩家创造的体验。

非运气游戏

不含运气元素的游戏中，玩家完全依靠技能取胜，类似体育项目，是紧张、直接竞争且考验大脑的活动。象棋、围棋及《Puerto Rico》《Caylus》等现代桌游是典型例子。有趣的是，抽象游戏通常无运气元素，游戏主题越明确，越可能需要运气。

运气元素的好处

多数桌游添加运气元素有益，例如：

1. 让游戏独特。
2. 让玩家觉得有获胜机会，即使当前落后。
3. 减轻获胜玩家心理压力。
4. 让未获胜玩家期待下次翻盘。

这些好处能鼓励更多玩家参与游戏，使不同技能水平的玩家共同享受乐趣，对多人游戏尤为关键，如扑克游戏。

运气的类型

添加运气元素的游戏可选择不同数量和类型的运气，以创造不同效果，但错误组合可能导致糟糕体验。运气类型包括：

• 事后运气：玩家做出决定并执行操作后出现，如抛硬币决定能否解锁箱子，摇骰子决定敌人是否进攻。这种运气通常不增加玩家选择，使用不当会让玩家抓狂，但在特定情况下也有作用：
• 玩家可在不同难度操作中选择时，需提前权衡利弊。
• 玩家多次重复某项操作时，可增加变化和兴奋感，结合概率曲线变化可让玩家感觉更强大。
• 短小的游戏适用。
• 购买收藏卡牌游戏的“提升牌组”是事后运气的一种，如《万智牌》。

事后运气的负面影响是利用人类对随机奖励的成瘾性，吸引玩家参与原本无趣的活动。

• 事前运气：与事后运气一样增加随机性，但体验不同。以第一人称射击游戏中的加成道具为例，打开未知礼盒获得加成是事后运气，提前看到多个加成道具并选择是事前运气。

纸牌游戏常使用事前运气，最初游戏布局是极端例子，即使反对运气元素的玩家也易接受。事前运气可让玩家根据情况做决定，但会延长玩家操作时间，应在需要做决定时使用。

• 隐藏信息：指部分玩家知道且影响其他玩家或游戏积分的信息，如《Shipyard》中的隐藏游戏奖励。隐藏信息越重要，游戏休闲性和随机性越强，游戏可能越短。

四、从游戏开发角度探讨随机性元素的使用

是否需要机会

几乎不可能创造无运气元素的游戏，无运气元素的游戏缺乏挑战。许多游戏使用纸牌、筛子或随机数字生成来创造不可预知性，但像象棋等策略游戏的随机性源自玩家的不可预测性。

理解复杂性

复杂游戏指未被解决或玩家难以解决的游戏，如四子连环棋，虽计算机可解，但玩家难以做到。复杂性是主观概念，对不同玩家有不同含义。不复杂的游戏易解决，结果可预测，会导致玩家失去兴趣。

命运的工具

象棋、一字棋等是无嵌入式随机性的策略游戏，而蛇梯棋、扑克等使用筛子、纸牌等工具增加随机性。添加随机性可避免游戏被轻易解决，但过多随机性也不好，如蛇梯棋。

扑克受欢迎的原因在于玩家互动，随机元素消除了玩家的部分了解，玩家需结合估算获胜几率和机智战胜对手。

无聊的桥牌

计算机游戏也遵循相同设计原则，《俄罗斯方块》《宝石迷阵闪电战》是有额外随机性的简单游戏，《星际争霸》《军团要塞》是复杂游戏。

几乎所有游戏都有谜题元素，玩家在游戏中做出决策，随机性由玩家选择产生。随机数范围对结果有影响，随机性可能颠覆玩家期待，导致玩家受挫，如RPG中的暴击系统。

纠正问题

添加随机性的理由有两个：

• 不可预测的结果：随机性可让低技能玩家有机会战胜高技能玩家，但高技能玩家可能不喜欢。可通过Elo等级系统或差点系统减少游戏内在随机性，让玩家成为唯一的随机性来源。
• 生成内容：随机生成内容可能因特定顺序让玩家郁闷，如《俄罗斯方块》中连续出现不需要的砖块，或RPG游戏中连续生成boss。随机性还可能破坏玩家乐趣，如《万智牌》中玩家缺土地纸牌无法行动。

人类对亏损的感受大于成就，随机奖励或惩罚机制会让玩家有被惩罚的感觉。随机生成内容难以创造有趣内容，如MMO游戏中的随机地牢缺乏叙述结构和设计理念。

更认真的解决方法

可采取以下措施处理随机性问题：

• 彻底去除随机性可能使游戏变成谜题，更好的方法是控制随机性范围，如让RPG游戏中的boss在一定杀戮次数范围内随机出现。
• 使用精心控制的数字进行伪随机生成，如《俄罗斯方块》中避免连续出现相同砖块。
• 引入seed，使随机数字序列可重复，如《我的世界》和《FreeCell》。
• 利用随机性消除随机性，如滚动两个筛子相加获得特定数字的概率。

结论

随机性本身并非邪恶，关键在于玩家的感知。通过缓解随机性，可创造与玩家互动的游戏。使用随机性时需注意：

• 随机性通常不是解决冲突和生成内容的好方法，但有时是唯一明智的选择。
• 随机性应迎合玩家喜好，让玩家有合理成功几率。
• 接受随机性有时是必要的，如RPG游戏和桌面游戏。
• 彻底删除随机性可能使游戏变成谜题。

五、分析游戏设计中随机化的利与弊

随机化程度

游戏中随机化程度并非基于个人偏好，而是设计师的使用方法，可分为：

• 低：如动作RPG游戏中装备放置位置和找到它们的可能性，重要道具可固定位置，普通道具随机放置。
• 中：在低程度基础上加上敌人位置的随机化，可设计“特别”敌人。
• 高：包含以上两种程度，再加上世界的随机化。

随机化的优势

• 增加再玩性：随机化让玩家永远不知道宝箱和门后的内容，是持续玩游戏的驱动力，随机元素越多，新鲜感持续越久。rogue - like游戏类似赌博机，充满不确定性。
• 难度调节：可根据玩家水平调整游戏难度，如《Din’s Curse》允许玩家选择敌人等级和世界大小。

随机化的弊端

• 影响游戏体验：随机化易产生让玩家别扭的地图，如《Phantasy Star Online》的关卡设计缺乏凝聚力，《Dungeons of Dredmor》的地图展示降低了游戏质量。
• 增加系统设计难度：考虑的游戏机制越多，创造像样系统越难，因为需要编程和执行的变量增多。如《Mine Craft》玩家通过方块互动，随机化世界可行；为《杀出重围：人类革命》设计随机化关卡则需复杂引擎。

设计精巧的随机化系统可提升游戏设计，但需正确设计和执行，避免上述问题。