بخشی از مقاله
چکیده
هدف طراحی و ساخت بازی با استفاده از سیستمهای تولید محتوای رویهای، ایجاد و تغییر پویای محیط و اشیاء بازی براساس یک مجموعه پارامتر مشخص است. یک دسته از این پارامترهای تعیین کننده، مدلهای احساس کاربران هستند که محیط پیرامون کاربر را براساس واکنشها و بازخوردهای او به طور پویا تغییر میدهند. در این مقاله یک سیستم تولید محتوای رویهای مبتنیبرجستجو با استفاده از الگوریتم ژنتیک پیشنهاد میشود. هدف این سیستم کمیسازی و مدلسازی احساسات کاربر، وفق محیط بازی به مدل احساسی کاربر و درنتیجه، ایجاد تجربهای متفاوت برای کاربران مختلف است. به منظور ارزیابی سیستم پیشنهادی از یک بازی نمونه پیادهسازی شده با موتورهای بازیسازی سهبعدی و بازخوردهای مستقیم و غیرمستقیم جمعیتی که این بازی را تجربه می کنند، استفاده میگردد.
-1مقدمه
تحقیقات اخیردر زمینه بازیهای رایانهای، از بازیهای تجاری و سرگرمی گرفته تا بازیهای جدی و آموزشی، سعی دارند چارچوب ایستای کنونی را شکسته و سیستمهای هوشمند رایانهای را جایگزین تیمهای طراحی بزرگ کنند. در نتیجه این امر، هر مرحله از توسعه بازی به طور خودکار و براساس مجموعهای از پارامترها انجام میگیرد. از طرف دیگر، هدف سیستمهای روایت تعاملی1 و تولید محتوای رویهای2 پررنگ کردن نقش کاربر در ایجاد این تغییرات پویا و خودکار در محیط و داستان بازی است .[3-1]
یکی از راه حلهای ارائهشده به اهداف مذکور، سیستم تولید محتوای رویهای است که براساس یک مجموعه پارامتر تعیینشده، به طور خودکار و بدون دخالت عوامل انسانی در مورد سطوح مختلف مراحل یک بازی تصمیم گرفته و یا به صورت پویا در حین انجام بازی، تغییرات سنجیدهشدهای را اعمال مینماید. یکی از زمینههای تحقیقاتی مورد توجه در سیستمهای تولید محتوای رویهای، مدلسازی احساس میباشد [4] که در آن، بازخوردهای مستقیم - در قالب انتخاب گزینه یا گفتگو - و غیرمستقیم - واکنش معمولا فیزیکی به محیط، اشیاء، و سایر عوامل محیط - کاربر به احساسات مثبت و منفی نگاشت میشوند. در نتیجهی طبقهبندی کنشها و واکنشهای کاربر در دستههای احساسات مثبت و منفی، سیستم تولید محتوای رویهای پارامترهای خود را تنظیم کرده و تغییراتی در محتوای ایجادشده اعمال میکند.
در سیستمهای تولید محتوای رویهای مبتنیبرجستجو، یک مجموعه حالت و تناسب هرحالت با اهداف تعیینشده توسط طراح جستجو میشوند تا یک حالت یا یک دنباله از حالتهای محیط بازی انتخاب و به عنوان خروجی تعیین گردند. سیستمهای تولید محتوای رویهای مبتنیبرجستجو معمولا از الگوریتمهای تکاملی استفاده میکنند .[6-5] الگوریتمهای تکاملی دارای قابلیت جستجوی تصادفی میباشند که یک جمعیت از حالتهای ممکن را به منظور بهینهسازی یک مجموعه پارامتر تغییر و تکامل میدهد.
این مقاله یک سیستم تولید محتوای رویهای مبتنیبرجستجو با استفاده از الگوریتم ژنتیک براساس مدلهای احساسی کاربر پیشنهاد میکند که به طور ایستا و به طور پویا محیط بازی را طراحی و تغییر میدهد. در این سیستم، ابتدا با استفاده از یک ساختار درختی جدید، نقشه کلی یک مرحله از بازی به طور ایستا طراحی میشود. سپس با استفاده از بازخوردها و واکنشهای کاربر، یک مدل احساسی از کاربر طراحی شده و جزئیات محیط طراحیشده به طور پویا و با توجه به مدل توسعهیافته تغییر داده میشود.
تغییرات محیط بازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک اعمال میشوند که هدف تابع برازندگی آن دشوار یا ساده کردن ادامه بازی با توجه به رفتار و مدل احساسی توسعهیافته کاربر میباشد. هدف این سیستم بررسی تاثیر ساختار داده های تصادفی و الگوریتم های تکاملی در دو لایه ایستا و پویا بر وفقپذیری بازی به رفتار کاربر و ایجاد تجربه های مختلف در کاربران متفاوت است. همچنین سیستم پیشنهادی با ارائه مجموعهای از پارامترهای رفتاری، روشی برای مدلسازی و کمیسازی احساسات کاربر پیشنهاد میکند.
ادامه این مقاله به صورت زیر سازماندهیشده است. در بخش دوم، پیشینهای از سیستمهای تولید محتوای رویهای، مدلسازی احساس و کاربرد الگوریتمهای تکاملی در این سیستمها ارائهشده است. بخش سوم به روش پیشنهادی پرداخته و یک نمونه بازی برای پیادهسازی و ارزیابی آن معرفی مینماید. ماهی پارامترهای ارزیابی و آزمون سیستم پیشنهادی در بخش چهارم و در نهایت در بخش پنجم، نتیجهگیری و راهکارهای آینده ارائه میشوند.
-2پیشینه
-1-2تولید محتوای رویهای
تولید محتوای رویهای به منظور تولید بخش به بخش سطوح مختلف یک بازی مورد استفاده قرار میگیرد. برای مثال، در بازیهای سیاهچال مانند، دیوارها به طور تصادفی تغییر میکنند و مسیری همانند هزارتو تشکیل میدهند .[5] این تحقیقات همچنین در فضای دوبعدی نیز صورت پذیرفتهاند 1]، .[6 تولید محتوای رویهای به طور کلی در سطوح زیر انجام میگیرد:
- طراحی جهان :[8-7] طراحی زمینه1 - از جمله پستی و بلندیها، منابع آبی - ، ساختمانها و گیاهان - معمولا در بازیهای جهان باز - 2
- طراحی داستان :[3-2] طراحی داستان - یک مجموعه رخداد - به صورت ایستا یا پویا - داستانپردازی تعاملی. - 3
- طراحی مرحله :[11-9] طراحی دیوارها، دربها، تونلها و هرگونه جزئیات محیط بازی در هرمرحله. در بسیاری از سیستمهای تولید محتوای رویهای، مولدی در پشت صحنه وجود دارد که با پیشروی کاربر محتوا تولید میکند. برای مثال در بازی ماینکرافت[12] 4، کاربر میتواند تصمیم بگیرد با چه سرعتی در جهان بازی پیشروی کند، ولی در آنچه مشاهده خواهد کرد نقشی ندارد. بنابراین این سیستم محتوای تولیدشده را در اختیار کاربر قرار میدهد؛ ولی مکانیسمی برای کار با مولد محتوا ارائه نمیشود.
در مقابل، سیستمهای تعاملی از بازخوردهای مستقیم و غیرمستقیم کاربر برای تولید محتوا استفاده میکنند. در بازخوردهای مستقیم، به کاربر اجازه داده میشود از بین گزینههای مختلف یکی را انتخاب کند. بازی واکینگ دد[13] 1 یک نمونه از این سبک بازیها میباشد. از سوی دیگر، بازخوردهای غیرمستقیم مثل استراتژی و الگوی بازی و کنش/واکنشهای کاربر نیز میتواند در روند تولید محتوا تاثیرگذار باشد. در برای نمونه بازی پلیمورف2، در صورت کشته شدن کاربر توسط دشمن یا افتادن در دره، سطح دشواری بازی کاهش مییابد .[14]
-2-2پارامترهای ارزیابی
تحقیقات پیرامون تولید محتوای رویهای پارامترهای مختلفی را برای ارزیابی سیستمهای پیشنهادی خود مطرح میکنند. برای مثال، تحقیقات کاربرمحور - مدلهای کاربر-رانده[15] 3 یا تجربه-رانده - [4] 4، بر احساسات کاربر تمرکز کرده و هدف آنها لذتبخش5 کردن بازی است .[16] این تحقیقات از مدلهای داده رانده احساسات کاربر [17]، فعالیت کاربر در طول بازی [18] و یا نتایج بازاریابی [19] استفاده کردهاند. به طور کلی هدف سیستمهای تولید محتوای رویهای افزایش دو پارامتر اصلی است. به بیان دیگر، کیفیت این سیستمها با پارامترهای زیر ارزیابی میگردد .[8]
-1 بازیپذیری:6 هربار شروع بازی تجربه جدیدی برای کاربر رقم میزند.
-2 وفقپذیری:7 محتوای بازی با توجه به اقدامات کاربر تنظیم میشود. در این تحقیق نیز این دو پارامتر را در نظر گرفته و معیارهایی برای سنجش و ارزیابی آنها در سیستم پیشنهادی ارائه میدهیم.
-3روش پیشنهادی
در این مقاله یک سیستم تولید محتوای رویهای مبتنیبرجستجو با استفاده ازترکیب یک ساختار درختی جدید، الگوریتم ژنتیک، و مدلسازی احساس ارائه میشود تا بازیپذیری و وفقپذیری بازیهای رایانهای را بهبود بخشد.
-1-3بازی فکری نمونه
به منظور پیاده سازی و ارزیابی سیستم پیشنهادی، در این بخش، یک بازی فکری معمایی نمونه به سبک سری بازیهای سایلنت هیل[20] 8 معرفی میگردد. بازی نمونه با استفاده از موتور بازیسازی سهبعدی Unity3D نسخه 5.0 طراحی و پیادهسازی شدهاست. در این بازی، کاربر در یک خانه با چندین اتاق قرار میگیرد که با پیدا کردن آیتم9های کلید مختلف باید درب اتاقهای قفلشده را باز کرده و در نهایت از ساختمان خارج شود. شکل 1 نمایی از بازی طراحیشده را نشان میدهد.
