Путь кадра — Финал

Я решил больше писать про геймдизайн со следующей недели. Но нужно же добить серию статей про рендер, чтобы не бросать на пол пути. Поэтому сегодня целых 3 статьи.

https://dev-math.ru/articles/postfx/ — Постобработка

https://dev-math.ru/articles/gi/ — Глобальное Освещение

https://dev-math.ru/articles/raytracing/ — Трассировка Лучей

И это уже выглядит как завершенная история, где я охватил все ключевые темы. Материал получился сложным, на одну статью нужно минут сорок, а всего их 13. И ещё там много прикольных дополнительных ссылок. Но для меня цель материал закрыл. Это последовательная история о том, как работает современный реалтайм рендер. Со ссылками на все нужные дополнительные материалы. И, пусть и с усилиями, они позволяют погрузится в тему рендеринга и +- понять, как оно вообще работает.

Материалы по геймдизайну попробую структурировать по проще, кусками поменьше, чтобы информация лучше и проще воспринималась. Там у меня много идей, в общем на следующей неделе будет много новинок.

#devmath #render

Подарите игроку первые уровни
https://youtube.com/shorts/hpCVembRSS4?si=0sSkQc-7dWArahXz

Новый ролик уже на канале. Про Эффект Подаренного Прогресса и почему в начале игры лучше дарить игроку уровни.

#devmath #gamedesign #progression

А начнём мы с Roguelike

Не хочется назначать временные рамки этой теме. Типа "разберем рогалики за неделю". Там есть о чём поболтать и много. Поэтому — как пойдет.

Лично я обожаю рогалики. Monster Train, Balatro и многие другие. А сколько всего я прошел в дороге куда-то. По сути у меня два любимых жанра стелс экшены и рогалики. И хочется начать именно со второго, так как я хочу разбирать вещи, которые сможет сделать человек в одиночку. "Как сделать интересный ААА?" — это отличный вопрос, но толку его разбирать, если в среднем ни у кого нет бюджетов делать ААА. А даже автор одиночка с современными инструментами может сделать действительно крутой рогалик (или более простые жанры до которых мы ещё доберемся).

Театр начинается с вешалки, а разговор о любом жанре будто бы хочется начать с истории.

Что любопытно до Rogue уже существовал данжен-краулер с похожими идеями — Beneath Apple Manor, которую Дон Уорт написал для Apple II и выпустил в 1978 году, на два года раньше Rogue. Но она была не такой известной, поэтому начало своё официально жанр берет с легендарной Rogue. Отсюда и название.

Игру создали Майкл Той и Гленн Уичман в Калифорнийском университете в Санта-Крузе, напрямую вдохновляясь Dungeons & Dragons и текстовым квестом Adventure. К проекту подключился Кен Арнольд, который незадолго до этого в Беркли написал библиотеку curses — набор инструментов для управления курсором на экране терминала, что и позволило рисовать подобие графики символами. Четвёртым в титрах значится Джон Лейн.

Rogue сразу задал формулу: процедурно генерируемые подземелья, необратимая смерть, пошаговый бой и всё это — псевдографикой ASCII, а целью было спуститься в подземелье за Амулетом Йендора, двигаясь по клетчатой сетке. Игру бесплатно раздавали вместе с университетским Unix-дистрибутивом BSD, и она мгновенно расползлась по компьютерным классам — по подсчётам самих авторов, суммарно на неё потратили около полутора миллиардов долларов машинного времени. С 1984 года те же Той, Уичман и Лейн через собственную компанию A.I. Design и при поддержке издателя Epyx выпустили и коммерческие версии — для Amiga, Atari ST, Macintosh, DOS и других систем.

В общем Roguelike (рогалик) — жанр игр с процедурно генерируемым миром и необратимой смертью персонажа: погиб — начинаешь новый забег с нуля в заново собранном мире, без возможности загрузить сохранение. А как эта формула становится интересной мы разберем дальше.

#devmath #история #gamedesign

Мой топ-5 рогаликов

Чтобы делать игры, нужно играть в игры — особенно геймдизайнерам. Это вырабатывает насмотренность, как и с артом: вдохновляешься механиками из других игр и заранее понимаешь, какие решения работают, а какие нет.

Геймдизайнер в первую очередь должен чувствовать темп, баланс и само ощущение игры — понимать, что интересно и почему, ведь не всё решается технически. Да, есть техники и рабочие формулы, но даже в них полно ручной настройки параметров, чтобы в итоге было весело.

Что ж, вот какие рогалики понравились мне больше всего:

Hades (I и II) — мой любимый экшн-рогалик. Перки, комнаты, прокачка оружия — в общем, всё, что я люблю. Зависал в нём неделями и на Switch, и на PlayStation. Формально главная фишка — сюжет, который раскрывается от забега к забегу. Но для меня первична механика, и в Hades она сделана блестяще: играется невероятно кайфово.

Balatro — карточный рогалик на механике декбилдинга: собираешь покерные комбинации и набираешь очки, а карты дают самые разные перки. Кайфовая игрушка с необычной механикой и идеальный компаньон для перелётов, когда хочется просто телепортироваться в другую точку. Ну а декбилдинг-механики я люблю в принципе.

Monster Train — тоже декбилдер, но со своим твистом: защищаешь этажи поезда, выбирая тактику под конкретный забег. Самобытный и увлекательный представитель жанра.

The Binding of Isaac: Rebirth — легендарная игра, каноничный пример жанра. Тут во главе угла сюжет, но и вариативность геймплея сделана очень круто.

Crypt of the NecroDancer — рогалик с ритм-механикой. Прикольно и необычно. А так как самая первая игра, которую я пытался делать, тоже была ритм-геймом, к этому жанру у меня тоже тёплые чувства.

Если приглядеться, все пять объединяет одно — предельно отточенное игровое ядро, ради которого хочется возвращаться снова и снова.

А какие рогалики добавили бы в топ вы? Возможно есть какие-то совсем нишевые, кто так сказать не вошел в этот список. Пишите в комментариях.

#devmath #roguelike #top

Что лучше: сила или выбор?
https://youtube.com/shorts/WZj18eg6kLw?si=B7nygNEzPc2Y_cqq

Благодаря необратимой смерти и отсутствия прямой прокачки персонажа рогалики как жанр обладают часто тремя прикольными свойствами для игроков. Точнее во многом проще выстраиваются из-за специфики жанра.

Атрибуция результата — прогресс в рогаликах организован таким образом, что он сильно смягчает ощущение гринда. У вас нет уровня, нет статов которые вы постоянно прокачиваете. Вы открываете больше перков, но в основном любая победа ощущается как заработанная собственным скиллом, а не тем что вы нагриндили прокачку. Если это выстроить правильно. Такая победа кажется более ценной.

Градиент Цели — во многих роуглайк играх вам видно что открыто и что осталось открыть. Чем больше вы открываете, тем больше накопленный прогресс, что влияет не удержание игрока. Но помимо этого интересный эффект это градиент цели. Чем ближе конец игры, тем активнее начинает играть игрок. Но для этого надо показывать сколько надо всего открыть.

Конкретность цели — вы замечали что в Balatro на новой колоде написано, что надо сделать чтобы её открыть. Это тоже важный крючок мотивации, причем не только в этом жанре. Но фишка рогаликов, что они держат цель предельно чёткой, а путь до неё непредсказуемым. Он позволяет достигать игроку конкретного и понятного результата каждый раз новым путём.

Поэтому ответ на вопрос «Что лучше: сила или выбор?» в рогаликах однозначно выбор. Это свойство жанра. Он обладает большой реиграбельностью так как у игрока не просто растут статы и он становится линейно сильнее. А так как появляется множество комбинаций выборов как дойти до финальной цели и с прогрессией разнообразие выборов становится больше.

А как сделать интересным путь, интересным выборы и вариативность тактик разберёмся дальше в будущих постах.

#devmath #roguelike

Угадай патч
https://dev-math.ru/patch/

Сделал небольшой интерактивчик. Угадай патч. Можно угадать игру из которой патчноут и дату. Хочу со временем чуть усложнить и сделать повеселее, а пока можно просто попробовать угадать. Там каждый день будет меняться то, о какой игре и каком патче речь. Сможете угадать?

*Картинка сгенерирована не по сегодняшнему патчу и подсказкой не является :)*

#devmath #интерактив

А нужна ли математика?

Есть по сути два способа сделать игру. "На глаз" и "с крутыми инструментами". Строго говоря, игру можно сделать без математических инструментов. После релиза можно править косяки по аналитике и вносить правки патчами (кстати тоже не всегда, так как вы можете неправильно посмотреть и понерфить предмет, а он был оверпавер только в связке с другим из-за мультипликатора и сломать другие сборки персонажей, скажем).

Математика заранее помогает отслеживать:

1. Редкие события. Ломает игру не медианный ран, а один процент сборок. Чтобы встретить событие с вероятностью 1/500 руками, нужны месяцы; симулятору нужны минуты.
2. Позволяет смоделировать некоторые процессы и логику геймплея без аудитории.
3. Поиск аномалий. В роуглайках, скажем, какая пара предметов и синергии дают на порядок выше остальных. И это не всегда плохо, игроку может "везти", и это тоже часто используется, но для того чтобы знать, что аномалии есть и где они, — проще смоделировать, нежели бегать 10к забегов самому.
4. Можно ломать бесплатно. Меняя коэффициенты в модели, она не пожалуется, что "вы сломали игру". А выпуская патч с изменением баланса на живую аудиторию вслепую — вы узнаете о себе часто много нового.

Кстати говоря, в сингл-плеере это не так критично. Сломанный баланс не ухудшает опыт игрока, так как какая-то оверпавернутая комба не обидит компьютер, против которого мы играем. А когда компьютер почему-то слишком силен, может восприниматься просто хардкорной сложностью игры. Но в пвп дела обстоят иначе. Любой сильный дисбаланс вызывает много негатива и ломает игру. Поэтому в пвп чаще пользуются инструментами математического баланса.

Но математическое моделирование не серебряная пуля. Симулятор моделирует не игру, а ваше представление о ней. Слабое звено — модель игрока: он либо жадный по локальной эвристике, либо случайный, и оба не похожи на человека. Баланс, настроенный под бота, ломается о людей, которые ищут не то, что ищет бот. Win rate 25% может быть выстраданной победой, а может — скукой. Ну и, конечно, математические модели не находят того, чего нет в правилах. Эксплойты живут на стыке механики и реализации: неожиданный порядок выполнения, баг, взаимодействие, которое никто не закладывал.

У игр нет формальных доказанных теорем, как сделать что-то интересным. А при этом главный критерий оценки качества игры — в неё интересно играть. Математика предоставляет инструменты, чтобы построить это ощущение и не сломать его ненароком + улучшать там, где надо. А ощущение от игры вы подстраиваете всегда под свой геймплей самостоятельно. И если интуиция вырабатывается насмотренностью — надо просто играть в хорошие игры, то математика — это инструмент, изучив который, многое вы начинаете делать быстрее и проще.

P.S. Математика всё равно есть в любой вашей игре, потому что это не что-то, что надо "вносить". Сама по себе она всего лишь описывает и моделирует различные процессы. Поэтому крутую игру можно сделать и без неё, но с ней проще. Это по своей сути язык, на котором окружающий мир говорит с теми, кто этот язык понимает.

#devmath #gamefeel #math

Математика Balatro
https://www.mattgreer.dev/blog/balatro-score-growth/

Любопытный разбор: Matt Greer раскладывает рост счёта в Balatro на функции. Всё считается на одной двойке, сыгранной старшей картой: (5 + 2) × 1 = 7 очков, дальше r — номер раунда.

Wee Joker прибавляет по 8 фишек за раунд — это 8r + 7. Swashbuckler с Egg прибавляют по 3 множителя — 21r + 7. Цифры разные, класс один: прямая. А нужный счёт растёт каждый раунд, и колода на прямой за ним не поспевает — автор так и пишет, что линейный рост (или его отсутствие) это ранний сигнал спасать забег.

Качаем обе половины сразу — получается парабола. Pluto даёт старшей карте +10 фишек и +1 множителя, счёт становится 10r² + 17r + 7. Почти весь Balatro живёт здесь.

И тут собственно главное — про умножающих джокеров. Сколько растит Cavendish сам по себе? Нисколько. Он превращает 7 в 21 и на этом останавливается, а Hologram в одиночку растит счёт всего лишь линейно. Умножающие работают на чужом накоплении: Swashbuckler с Cavendish — это как три Swashbuckler'а, добавьте Card Sharp — как девять.

Экспонента начинается там, где номер раунда уезжает в показатель степени. Baseball Card даёт ×1.5 каждому необычному джокеру: берём по такому за раунд — и счёт растёт как 7 × 1.5ʳ. Разгоняется он медленно, связку Wee/Swashbuckler/Egg обходит только к 19-му раунду. Triboulet удваивает множитель за каждого сыгранного короля или даму, и каждый ретриггер удваивает ещё раз. Основание 2 вместо 1.5 выглядит мелочью — а на 24-м раунде это 7 340 039 очков против 23 283 у Baseball Card. В реальной руке автора множитель вырос в 2⁴⁰ раз, то есть больше чем в триллион. На взломанной колоде счёт дошёл до NaN: число стало настолько большим, что игра перестала его считать :)

Из практического — фишки и множитель надо держать поближе друг к другу: 1 × 100 это всего 100, а 50 × 50 — уже 2500.

В общем, джокер в магазине покупается не за числа на нём, а за класс роста, который он даёт колоде.

#devmath #balance #math #gamedesign #balatro

Движки больше не нужны
https://youtube.com/shorts/mOXHZvl1dXw?si=QbUzgCduPP63QcRl

Покрайней мере для 2д. Я говорю про анриал, про Unity и так далее. Это моё мнение с которым можно поспорить или считать иначе. Но дело в процессе разработки.

Я пишу несколько проектов один из которых моя игра. Когда я начинал у движков не было CLI тулов, не было плагинов для LLM и не было MCP. Поэтому я не стал делать с движками все эти проекты. И мне так нравится как идет. Вы не пишете сам движок целенаправленно. Вы пишите модули движка под функции вашей игры. То есть процесс выглядит +- следующим образом.

Я задал общую архитектуру проекта. Реализовал разное. После я понял что мне нужны 2д веревки. Я описал как это вписать в физический движок и вуаля эта функция теперь есть в движке и активного времени (то есть действий от меня) она заняла минут 30. Ну и в токенах наверное долларов 20.

Раньше ключевым было то, что движок было дорого разработать. На это требовалась куча времени. Сейчас я любой визуальный редактор включая конструктор для моей игры выношу в веб интерфейс передавая контракт загружаемого и выгружаемого конфига. И получается изолированная и независимая фигня, которую я могу передать левелдизайнеру на аутсорсе скажем. В командах вопрос обучения снимает общий контекст и так далее.

Многие забывают что лицензируемые движки вообще платные. Грабеж с роялти я не беру, но и подписка Unity стоит 180 евро в месяц. И зачем платить подписку, когда можно не тащить в свой проект лишнее, а ключевое сделать не по подписке в круг за 200$ в токенах, что покроет потребность почти любого 2д проекта. И разрабатывать в разы удобнее, так как не нужно морочиться с MCP и плагинами.

В общем как показал опрос в моём личном блоге — на эту тему есть разные мнения. И большинство всё ещё за движки. Но ваш покорный слуга, занимающий всё ещё третье место среди авторов хабра по теме Unity и написавший 50 статей большая из которых посвящена этому движку — готов похоронить весь этот опыт. Ради люмена и прочих фишек анриала я не готов был предать инструмент которым пользовался 12 лет. А тут всё поменялось когда народ огня развязал войну, так как на мой взгляд другой процесс сильно лучше и оптимальнее.

#devmath #mention #gameengines #unity #ue

Как создать ощущение, что противники в шутерах действуют слаженно?

За что я люблю игры, так это за то, что это, по сути, шоу. А в шоу очень много трюков. Трюки, в свою очередь, создают у игрока нужные ощущения. Один из таких трюков — барки в шутерах: они создают ощущение, что противники действуют слаженно.

Барк (bark) — это короткая реплика NPC, которая срабатывает по событию, а не по сценарию. Заметил игрока, ранен, перезаряжается, идёт в укрытие, остался один — на каждое такое событие висит пул строк, и система выбирает одну. В отличие от диалога, барк ничего не спрашивает у игрока и ответа не ждёт: он просто вслух помечает, что ИИ только что решил. Отсюда и название.

Барки используются не только в шутерах, но именно в них им нашли красивое применение. Один из ярких примеров — NPC в F.E.A.R. Это описано в докладе Оркина.

У каждого солдата F.E.A.R. конечный автомат всего с тремя состояниями: Goto (дойти до точки), Animate (проиграть анимацию), UseSmartObject (воспользоваться объектом уровня: перевернуть стол, перелезть через окно). Больше ничего. Вся «умность» вынесена из автомата наружу.

У солдата есть цели с приоритетами: убить врага, дойти до укрытия, выжить, патрулировать. И есть набор действий, у каждого — предусловия и эффекты: «стрелять» требует, чтобы оружие было заряжено и враг был виден, «перезарядить» требует наличия патронов. Планировщик (GOAP, отголосок STRIPS) берёт самую приоритетную цель и обратным поиском собирает цепочку действий, которая к ней ведёт. Цепочка скармливается тому самому автомату из трёх состояний. Мир изменился, предусловие сломалось — и план пересобирается заново. Так солдат сам находит, что перед перезарядкой стоит зайти за стену, а если путь перекрыт — перевернуть стол и спрятаться за ним.

Поверх одиночек стоит координатор. Он собирает NPC, стоящих рядом, в отряд и выбирает для него одно из четырёх поведений: Get-to-Cover, Advance-Cover, Orderly-Advance, Search. Поведение раздаёт каждому бойцу цель, скажем, «займи вот это укрытие ближе к игроку», а дальше каждый планирует свой маршрут сам. Клещи получаются из Advance-Cover сами собой: укрытия стоят по разные стороны коридора, маршруты расходятся.

Когда координатор назначил поведение и раздал роли, он же выдаёт реплики под уже принятое решение. Advance-Cover запустился, боец А пошёл в обход стены, и в этот момент звучит «обхожу». Решение принято, движения ещё не видно, слово уже прозвучало. Игрок слышит план, потом видит движение, которое ему соответствует, и достраивает тактику сам.

Так работает атрибуция намерения: услышанная фраза становится гипотезой о плане врага, а любое совпавшее действие — подтверждением. Отрядный ИИ в F.E.A.R. довольно простой, всего с четырьмя поведениями, ИИ каждого юнита относительно сложный (GOAP как-никак), но именно барки создают ощущение сложной скоординированной тактики у группы NPC.

#devmath #gamedesign #gamefeel #shooter #bark

Как Hades прячет ускорение в ровной шкале

Мы немного отвлеклись от рогаликов. Вернемся к разным интересным механикам в них. Сегодня взглянем на God Mode в Hades.

Это режим для тех, кто хочет дойти до конца истории. Правило одно. Игрок получает 20% сопротивления урону, и после каждой смерти прибавляется ещё 2%. Потолок 80%.

Выглядит как небольшая прибавка: умер, получил свои два процента. На деле каждая следующая смерть даёт больше, чем предыдущая, и в конце сильно больше, что сильно упрощает геймплей. Давайте посчитаем на ударах.

Пусть у вас 100 здоровья, а враг бьёт на 25. Без режима вы держите 4 удара.
С 20% сопротивления удар режется до 20. Это 5 ударов.
После 15 смертей сопротивление 50%, удар режется до 12.5. Это 8 ударов.
После 30 смертей потолок 80%, удар режется до 5. Это 20 ударов.

Первые пятнадцать смертей купили вам три лишних удара. Следующие пятнадцать купили двенадцать. Шкала в настройках ползёт ровно, по 2% за смерть, а запас прочности под ней разгоняется. И это неочевидно для игрока. У всех всё в целом сложно с процентами.

Почему так. Сопротивление r оставляет от удара (1 − r), значит число ударов, которые вы держите, растёт как 1/(1 − r). Это гипербола: на малых процентах она почти прямая, а к концу шкалы взлетает. Про эту формулу мы уже говорили в ролике про броню и убывающую отдачу.

Судя по интервью Касавина, так и задумано. Стартовые 20% должны ощущаться сразу, «immediately palpable», а шаги по 2% «aren't as noticeable»: они дают время выучить того, кто тебя убил. Ослаблять врагов не хотели, идея звучала как «What if we just make you a little bit tougher?».

Вывод для тех, кто делает своё. Не стоит просто так брать и добавлять игроку проценты. Любая помощь игроку, которая считается в процентах, будь то сопротивление, уклонение или скидка на урон, живёт на этой же гиперболе. И это нужно помнить когда вносите какие-то изменения в баланс. Чтобы не сделать игру слишком сложной или слишком простой.

В общем, самый простой на вид режим помощи считается той же формулой, что броня в MOBA, только там процент затухает, а тут его крутят напрямую.

#devmath #gamedesign #gamefeel #hades #godmode