游戏设计精粹《总目录》

近代游戏技术革新与PCG技术的思考

今天偶然发现关注的Freddy大佬更新了，内容依旧高质量，但这次我也闻到了很多的游戏设计相关的味道，同时阅读过程中感触良多，遂打算好好整理学习一下

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无论是以前传统的低模+手绘贴图技术，还是投机取巧的HACK技术，或者现在的学术派硬刚光线追踪等物理算法以及PCG技术。最终还是以艺术家对于画面有完全的控制力，可以完美表达游戏气质的优质画面为核心目标，这将是游戏画面技术发展终极阶段。

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随着时间的变化，一种技术的积累会随着软硬件技术的更新和行业的发展被一定程度作废掉，没有人可以保证目前研究的东西会一直有用，你做几十年泥瓦匠的经验不如3D打印来的快。整体流程性设计方面非常重要，提高对技术的认知比直接研究技术更有性价比。

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目前许多人重复造的零碎轮子，逐渐会被快速被大型引擎厂商整合为一体，最终达到调节参数即可的效果（有时某人开发的轮子还没有做好，官方引擎更新一个版本就自带这个Feature了。所以提前看引擎官方的规划也挺主要，除非你的效率和开发稳定性极高）。

这些Feature的使用门槛性逐渐降低，导致如何通过你掌握的知识用好轮子成了核心内容。未来的游戏引擎将发展为一个具有一定定制化功能的，操作非常简单方便的一个游戏编辑器，乃至任何大部分游戏玩家都可以进行UGC内容创作。

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国外游戏大厂由于积累的早，很多年前就实现了工业化游戏制作流程，自己不断研究核心技术（一部分是游戏技术一部分是游戏深度），然后赋能给发展中国家进行外包制作。这种开发模式一是节约大流量成本，二是开发效率非常高，三是内容产出稳定。

这就直接导致了老外AAA工作室有时间去花时间研究创新和前沿的东西，而发展中国家只能使用或抄别人剩下的东西。更直接的一点就是他们除了关键Milestone或Deadline临近节点适当加加班，基本告别996了，这是一种健康的迭代状态，有时间去体验生活，并且艺术来源于生活，所以游戏会越做越好，越有深度。这一点国内做的非常差，或者没有模仿西方发达国家这方面的内容，许多游戏从业人员进入到无休止的加班状态中，不仅工作效率和价值双低，而且无法对生活或者艺术进行观察。这对游戏创作是很不利的，导致创新性非常差，很难上升到一定的高度。

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PCG任务生成：自动生成任务，自动生成NPC对话，自动生成游戏任务，自动生成叙事剧情
PCG环境生成：自动生成地形，地牢，洞穴，天空，宇宙
PCG模型生成：自动生成动植物，自动生成建筑，自动生成物体（各种岩石，各种物品），自动生成景观（云体，水体，极光）
PCG动画生成：使用MotionMaching可以差值组合出数万倍的动画效果，机器学习甚至可以自动生成动画不需要人为操作。
PCG特效生成：使用一定的规律模板来自动生成各种特效，包括各种环境变化，魔法，弹道轨迹，刀光，技能和屏幕后处理氛围特效。

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目前的PCG开放大世界生成，实际上和现实的环境比来说还是非常小的规模。几十公里的地形范围实际上只能算是某一个局部环境区域。在游戏开发过程中由于开发精力有限，和硬件机能问题，往往都把大世界缩小到数公里的范围之内。**所以游戏领域的大世界生成技术就是在数公里的范围内，在保持一定的多样性的同时，使用PCG技术配合人工局部调整来进行游戏世界的创作。**包括《地平线:黎明时分》《荒野大镖客》《FarCry》《GTA》等这些出色的游戏，制作他们的工作室在研发时也是一个权衡，在次世代主机的性能固定的情况下，他们选择了相对范围比较适中的地貌的PCG区域生成，几十公里的规模算不上大世界，但是玩家体验方面有了足够多的可玩性。

我认为所谓的大世界自动生成需要游戏设计师对于自己的游戏想要表现的东西要有一个判断，你是想表现类似《EVE》那种宏观宇宙战场，还是类似《皮克敏》那种微观区域。PCG它的最重要的核心优势不是地形有多大，而是承载这个地形中的内容数量和丰富程度的多少，并且这部分内容靠人力是很难制作出来的，并且这种随机性的效果看起来会非常自然。

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还有就是，不要把风景的好坏完全的依赖PCG生成技术，还是要有人为的干预和景观设计。在现实世界中，地球的表面环境虽然是在历史的随机状态下逐步生成的，但是5A级风景区还是屈指可数。在游戏场景设计中，我们要保证的是场景的美观性，这就需要大量的环境景观设计，游戏中需要一些有功能性或故事性的奇景更是如此，直接完全靠随机生成的效果是不一定好看的。为了让人为设计的环境控制起来比较方便，所以PCG制作环节中的局部环境的动态更新非常重要。当然，PCG随机生成的物体的随机效果的优点就是看起来比手动摆放的假随机看起来要自然和生动许多。

一切的技术都以服务最终游戏成品表现为准
提高对技术的认知比直接研究技术更有性价比
未来的游戏引擎将发展为一个具有一定定制化功能的，操作非常简单方便的一个游戏编辑器，乃至任何大部分游戏玩家都可以进行UGC内容创作
技术达到一定水平就是降维打击
所以游戏领域的大世界生成技术就是在数公里的范围内，在保持一定的多样性的同时，使用PCG技术配合人工局部调整来进行游戏世界的创作。
不能盲目的依赖PCG技术，要通过人为干预来保证一些场景特色

“易上手，难精通”的游戏设计之道

对于“易上手，难精通”的游戏设计之道”相关概念和理论作者概括总结抽象的非常好，非常值得学习和应用

《系统之美》是一本宏观的讲述系统的机制，结构和典型行为的书，其中有个一章节叫“预测系统的障碍”，其问答的核心问题有2个，“为什么人脑能够对系统行为做出预测？”，“为什么人脑在预测系统行为时，会出现失误？”这2点对笔者很有启发，一个“易上手”的游戏，我们是不是可以视为一个“易预测”的系统？而一个“难精通”的游戏，则是不是可以视为一个“难预测”的系统？下文笔者会详细论述，此处先暂且打住。另一本书是《快慢思维》，这是一本认知行为学领域的书籍，大篇幅的罗列了人脑的“思维定势”所产生的“有限理性”的危害，比如很多人习惯于先做自己擅长的事情，而下意识的放低真正重要，但有难度的事情的优先度。那落地到游戏上，一个“易上手”的游戏，很可能也是一个符合人脑的“思维定势”的游戏，而“难精通”的游戏，则很可能到处都偏离了“思维定势”。

PART 1：定义易上手，难精通

先说结论，易上手=线性系统，难精通=非线性系统。线性系统是符合思维定势的，容易预测的，也就是易上手的；而非线性系统则是偏离思维定势的，不容易预测的，也就是难精通的。

单一线性系统或单一非线性系统都很难称得上“有趣”，MOBA单单给玩家玩兵线显然是无聊的，扑克牌单单比大小也同样。但是，一旦将线性系统与非线性系统组合起来，MOBA中，一边与敌人英雄博弈的同时，控制兵线补刀；或者扑克牌中，一边比大小的同时，寻找合适的牌型组合；此时，是不是让人觉得，游戏开始变得“有趣”了呢？

“现实复杂性”正是线性与非线性系统的无限叠加，融合，交叉，拉伸，折叠，压缩，所以单纯线性或非线性的游戏，会让我们的大脑觉得幼稚，无聊，失真，浪费时间。人类发明了各种社会分工，规章制度，流水线工序，来使我们的工作线性化，人类还发明了各种科学技术，家用电器，手机APP，来让我们的生活线性化，我们是如此的渴望着一个线性的世界，但是，潜意识里，我们不可避免的还是会想，如何去提高自己在非线性的复杂世界中的生存能力，这种矛盾的心理会使得我们对一个混合了线性非线性系统的游戏产生兴趣，因为它在一定程度上，让我们在安全的环境中，能够触摸到一个复杂现实世界的残影。

“有趣”的问题已经解决，让我们从玄学中抽离，重新聚焦到游戏上，线性非线性系统的混合方式，在游戏中是否有规律可循？我们来看看2种典型的搭配方式，它们是如何达成既易上手，又难精通的目标的。

方式1：系统初见是线性的，深入了解后是非线性的

比如我们看MOBA游戏的地图设计，初见的新人玩家立刻就可以注意到3条主要通路，并以此为根据地，来了解游戏的主要规则和玩法，新人玩家的游戏攻防体验可能在很长一段时间内都聚焦在这3条路上，但随着游戏经验的提升，新人玩家会逐步的注意到，地图中存在着横跨3条主路的河流，还有主路之间的小路，并发现其中可能存在的更多的战术可能性，游戏体验开始向非线性发展。而在《绝地求生》游戏中，非玩家小组的其他玩家都是敌人，都是需要消灭的对象，这是玩家很快就可以学会的一个线性系统，但是有经验的玩家绝不会不分场合的见面就突突，因为他们知道，敌人也会消灭其他敌人，当玩家理解了该线性系统背后的非线性部分时，游戏体验顿时进入了另一个层次。

方式2：系统单独看是线性的，与其他系统组合后形成非线性

前文中我们聊到过MOBA中的兵线是一种线性系统，但是一旦与兵线战斗和补刀奖励组合在一起，玩家需要不断观察辨别残血的敌人，预估双方的距离速度，选择合适的时机补刀，达到利益最大化的目的，这一过程需要玩家在多个带有时间延迟的动作中快速决断，其体验就会开始趋向于非线性。而在三消类游戏中，交换两个消除物之间的位置，满足同一花色后消除，这是一个非常单纯而线性的系统，而该系统与物理系统结合后，这里的物理系统不是3D游戏中那种复杂的，模拟真实世界的物理，而是单纯的另一个线性系统，即上方的消除物移动到下方的空位中，此时，三消游戏的行为开始趋向多样，非线性的消除体验开始产生。

PART 2：线性和非线性系统的特点

首先我们看线性系统，其最大的特点是容易理解，如果用二维坐标系的形式表现，它可以被画成一条直线，其变化符合人脑的思维定势，而且同样的系统往往会被很多游戏模仿和采用，一定程度上可以是模块化的。线性系统在风险回报比上，一般比较稳定，并不会给玩家带来剧烈的心理波动，相应的，体验一个独立的线性系统会非常快的让玩家感到无聊。但是线性系统也并不完全意味着一成不变，即使只是一条直线，其斜率还是可以改变的，这同时也会连带着构成风险回报的变化，但不会产生质的变化。这里我们还是可以回顾MOBA游戏中兵线的例子，非常符合上述的若干特点。再或者说《植物大战僵尸》中，每一局游戏初期自然下坠的太阳，其出现是容易预期的，在初期可以提供稳定的回报，由于其风险回报比小，在中后期即使舍弃也无妨，但玩家若积极的去收集它们的话，确实可以累积一些额外的优势，但不会成为决定性的杠杆，这就是一种典型的线性系统。

现在我们再来看一下非线性系统，非线性系统其表达的关系是不严格成比例的，其图示可以是抛物线，对数，指数，分段函数，等等，它也很难完全符合思维定势，有时候需要单独去记忆，且非常容易被人主观忽略，同时在设计非线性系统时，通常会配合信息屏蔽的机制，比如卡片游戏中，无法看到对手的手牌；射击游戏中，无法通过地图UI观察敌人位置，等等，以此形成不完全信息博弈。非线性系统的风险回报比会随着游戏时间的进行，会逐步增加，越到后期，越鼓励玩家采取高风险高回报的行动，确保游戏的悬念不会消失。

此外非线性还有一个重要的特点，即玩家在长时间体验非线性系统后，其体验会趋向于线性。其原理与混沌理论有关，线性与非线性的结合所产生的复杂性，科学的定义叫“混沌”，“混沌”并不是“无规律”，而是一种“有边界的无穷重复”，但每次重复都与之前不同。用一句俗话讲，“混沌”提供的是意料之外，情理之中的体验，这里的“情理之中的体验”也就是上面讲的“有边界的体验”，而“意料之外的体验”，则是“无穷重复的体验”。既然是有边界的重复，这个过程肯定会逐步逐步的被玩家所熟悉。但长时间的穷举（投入时间去游戏）还是会让预测系统行为的可能性越来越大，因为其边界已经开始清晰。理论说起来很没意思，简单说就是再好玩的游戏，玩多了还是会没意思的，所谓的没意思，就是其非线性系统都被玩家玩成了线性的，混沌的边界都被摸清了。比方说我们玩《怪物猎人》，其武器的连招是非常典型的非线性系统，每一招的动作帧分布，伤害大小，距离长短变化很大，要熟练这个非线性系统非常困难，但只要花费大量的时间去练习，喜爱这类游戏的玩家还是会有将其了然于胸的一天，所以我们可以看到，《怪物猎人》出新作时，经常会有新的武器种类添加，并且这个武器的非线性体验会比之前的要来的更明显。

最后再补充一个非线性系统的特点，是其重要性不恒定，其当前的重要性往往需要根据若干个动态的输入来决定，比方说我们玩MOBA游戏，敌人英雄的位置是完全非线性的，了解其位置，对于玩家当下行动选择的重要性，也是不恒定的。武断的说，离前线越远，其重要性越小；野外打小怪时，敌人的位置比打BOSS时，重要性要小；敌人分散时，其位置要比敌人集中时，重要性要小，但是，一定是这样么？有经验的玩家肯定可以分享一堆血泪史给新手。这里我们还可以看一些FPS游戏中的例子，不少FPS游戏会提供一个叫“完美换弹”的玩法，通过正确的时机按下换弹按钮，可以提高更换子弹弹夹的速度，在换弹这一线性玩法中，融入了非线性体验，但是，它重要么？其实大部分情况下不重要，在战斗压力小的情况下，正常的换弹速度不影响战斗，但倘若玩家选用的是弹仓为1的武器，那是不是重要性就开始变化了呢？又或者玩家与敌人同时耗尽了子弹，一起进入换弹动作，此时其重要性是不是就攸关生死了呢？

PART 3：与深度结合——边界

笔者想先定义一下游戏深度的4个维度，借用《系统之美》中的说明，人脑会在以下几种情况下，难以精准的把握系统的行为，造成各种错误的判断，其中包括有：

在边界模糊的情况下；
在限制要素变化的情况下；
在动作有时间延迟的情况下；
在人脑处于有限理性的情况下。

虽然《系统之美》没有直接将这4个维度定义成“游戏深度”的来源，但有竞技类游戏经验的朋友想必都可以理解，竞技类游戏往往就通过不断的将玩家逼到“难以精准的把握系统的行为，造成各种错误的判断”的局面下，来形成对人类极限的挑战，一方面构成技巧的深度，另一方面也可以催生出意外的，有趣的观赏效果。

了解了游戏深度4维度后，我们来看第一个维度——边界，一般来说，游戏开发者们讨厌边界问题，比如写策划案的时候，明明写的是A系统，但很难面面俱到得想到A系统与B，C，D，E系统之间的各种关系，这些关系引发的问题就是边界问题。针对边界，以往大多数情况下的选择都会采取“屏蔽”的手段，即通过规则，让A系统尽可能的独立于其他系统，目的是为了最大可能的提高“可控性”，也最大可能降低BUG出现的可能性。可以这么说，系统可控性的降低，系统边界BUG的出现，就是边界问题带来的副产品。

本文并不想教大家如何屏蔽边界问题。笔者想聊的是，我们是否可以换一个角度去观察这些讨厌的副产品？下面笔者会以一系列的例子来展示边界问题所带来的魅力。

在《战地》这款游戏中，有一个非常出圈的视频，两架玩家操作的战斗机正在进行着狗斗，其中前方战斗机中的玩家在未受到致命伤的情况下，突然弹射，并随之掏出携带的火箭筒，在下坠的过程中，完成了对敌机的锁定，开火，命中，随后更不可思议的一幕是，这名玩家通过滑翔，靠近失去控制的战斗机，再通过搭乘载具交互按钮，重新坐上了战斗机，华丽离场。这一奇迹般的场面的发生，其实就是若干游戏系统的边界相互交叉，所形成的副产品，主要包括：角色动作系统，物理系统，载具系统，角色动作系统允许玩家快速转身，取出武器；物理系统允许玩家可以在空中控制移动；载具系统允许玩家进入或离开载具。单独看，这些系统没一个是有问题的，但这个被称为Rendezook的玩法，还是被不少玩家视为BUG，但官方并没有积极的去修复它，甚至还将这一幕加入到了后续作品的宣传片中，其中透露的倾向性不言而喻。

PART 4：与深度结合——限制要素

通过上文，相信大家已经了解到了边界模糊所带来的游戏深度，但是无法避免的，边界模糊会带来很多不可预测的BUG，实际工作中的使用场景短期内不会很广。那下面我们就来看一种可控性比较强的深度来源——限制要素。

限制要素很容易理解，你要通过一扇锁住的门，门的钥匙就是你的限制要素。但有了钥匙出门后你发现自己没穿裤子，会被其他人误会，甚至进不了地铁站，那此时裤子就成了你的限制要素，好不容易搞到一条裤子发现自己没带钱包无法买地铁票，那钱又成了新的限制要素。人脑有一种讨厌的缺陷，在目标明确，且主观上非常希望目标达成的情况下，人脑会下意识的忽略限制要素，或无视限制要素的前后顺序，所以“欲速则不顾”，“欲速则不顺”的情况时常发生。当你着急出门上班上学时，很可能会忘记拿钥匙；当你刚学会做菜，且同时要烧多种菜的时候，很可能把做菜的步序搞混。这种动态变化的限制要素与人脑缺陷之间的矛盾，就构成了一种游戏的深度。

PART 5：与深度结合——时间延迟

与限制要素类似，时间延迟也是一种使用广泛，且相对可控的的游戏深度来源。在现实生活中也随处可见，比方说你住到一间低档次的旅馆中，浴室只有一台老旧的热水器，旋转热水龙头后，因为其性能不足，你获得热水的是有时间延迟的，你可能因为无法掌控水的热度，而过多，过少的旋转了热水龙头，然后得到了水太烫或者水太凉的不完美结果，那此时你肯定会继续尝试旋转热水龙头或冷水龙头，由于延迟继续存在，所以这种调试的过程可能持续多次，根据每个人对时间延迟的预估能力不同，达成完美的水温可能消耗不同的时间，广义上讲，这种预估能力也是一种技术。

时间延迟用的最多的应该是动作类游戏，动作类游戏有着丰富的攻击动作，每一招的前摇后摇时长都不同，每一招的攻击距离长短也不同，意味着打击到敌人的时刻也会有前后。各类飞行道具，比如波动拳，飞镖，子弹的飞行速度，轨迹也是不同的，玩家需要时刻预判它们的飞行时间延迟。玩家在受到攻击时，不同情况下的受击恢复时间也是不同的，轻攻击过后可以立刻反击，而重攻击后可能倒地，需要更长时间的恢复。从小尺度上看，上述的每一个动作都有若干的延迟区别，需要单独记忆，其体验是非线性的；从大尺度上看，每一个角色的动作都有特定的时间延迟倾向，纤细高挑的角色动作延迟小，而一身肥肉的角色动作延迟大，其体验在非线性中又保持着一定的线性。

PART 6：与深度结合——有限理性

之前几个章节中我们聊到了边界，限制要素，时间延迟，这都是我们逻辑上比较容易理解的。而现在笔者要介绍的深度4维度中的最后一位成员，有限理性，则是稍稍要挑战一下逻辑的。我们作为人类，拥有理性，但我们无法时刻维持理性思考，在特定的情况下，直觉，感性，会部分的，甚至完全的代理理性来做决定。这就是有限理性的含义。但这样的理性被代理的情况发生后，往往我们的内心都会对此感到后悔，有反思能力的人就会从中学习，来提高自己理性的控制力，这一人脑理性与感性的对抗过程，是人类生存的技巧，为人生带来无尽的深度，自然也是游戏深度的完美借鉴对象。

有限理性主要由4部分构成，目标，压力，风险回报，思维定势，目标指的是人在多个长期，短期目标混杂，短期与长期目标关系不明朗的情况下，容易出现的理性下降情况；压力很好理解，学生们可能因为压力大而考试发挥失常，社会人可能因为压力大而看不清自己人生的其他可能性，套用一句格斗游戏中的俗话：“压力会使人降智”；风险回报指的是人在面临选择时的判断依据，纯粹理性人原则上会倾向低风险高回报的选择，但实际情况下，人脑很可能会违背这种原则，甚至赌性大发，热衷于做出高风险高回报的选择。而思维定势是一个挺拗口的词，指的是人脑的在机制上，天然的对部分情况难以做出理性的判断。

易上手，难精通是相当多游戏的成功秘诀，最直白的例子莫过于LOL之于DOTA2，DOTA2的细节相当之多，普通攻击甚至有转身时间这一设计，会大大增加新手融入游戏的成本，而大部分人们之所以更喜欢易上手难精通的游戏我认为主要原因有两点，1.成就感的获取在每个阶段都很容易，也就是及时的正反馈，2.所谓“能触碰到现实世界的虚影”，也就是能获取更多的真实感

系统初见是线性的，深入了解后则是非线性的，这可以让玩家感受到到游戏的深度，从而产生更大的兴趣：“原来这游戏还有这么有意思的东西”，惊喜之余游戏体验也会直线上升

多个线性系统组合导致的非线性体验其实也很有意思，比如最近在玩的流放之路，里面有一种叫做技能宝石的机制，就是所有技能都从宝石获得，单个宝石赋予玩家技能这个系统是线性的，但是还有一种辅助宝石，用于修饰正常宝石，这就导致辅助宝石可以增强，甚至质变普通宝石的性能和行为。从而使整个宝石技能系统成为一个非常复杂的非线性系统。另外，宝石是镶嵌在装备孔上的，每个装备可能有多个装备孔，装备孔之间存在连接时，才能让辅助宝石生效于普通宝石，这无疑又大大增加了整个技能系统的复杂性，从而让玩家在研究出一套自己的宝石技能分配时获得更大的成就感与更好的游戏体验。

所谓难精通，很重要的一点就是不能让玩家很容易拿捏整个游戏系统，要让玩家做出各种错误的判断，孤独求败的感觉听起来很爽，但其实会大大消磨玩家游戏的热情，想一想每次无脑开完作弊器后，对游戏兴趣的丧失是直线下滑的，很多人说开挂就是在毁掉自己的游戏体验，说到底就是这个道理，开挂获得的强大数据会直接击穿所有的系统设计，让玩家觉得已经玩透了这个游戏，自然再对这个游戏提不起任何兴趣。游戏系统的设计就需要玩家不断地试错，学习，然后将学习到的技能应用到之后的游戏阶段，游戏技巧的提升会让玩家对此乐此不疲

对于限制要素，我个人平时也有在思考，但也就停留在设计一些限时任务，限制属性（比如试炼副本增加怪物属性），增加玩家紧张刺激感，但作者提到的动态限制让我打开了新世界的大门，比如我可以在限时任务中提供一些机制，让他可以增加，减少任务限制时间，或者在任务中提供一些额外的分支任务，让玩家根据当前任务剩余时间来选择是否去完成分支任务获取可能的稀有奖励，让玩家更积极地探索游戏的内容，限制就容易产生压力，其实和PART 6不谋而合了，就是挑战玩家的各种极限状态下的思考和选择能力，而风险回报和思维定势这两个原本看似矛盾的点，却能组合出复杂，刺激的游戏体验，间接的提高玩家对于游戏深度的认识

说了这么多，如何将文章中这些看起来非常有用的理论应用于游戏设计中呢，其实我觉得不算特别困难，游戏设计的本质是将各个系统进行组合，我们只需要先设计好各个系统，再有意识地去联系各个系统，设计一些模糊边界，赋予系统一些线性与非线性的体验。其余的与深度结合的一些设计理念就是锦上添花的部分，因为深度结合部分往往都应用在单个系统的内部，看哪个合适，哪个有趣，就去应用哪个，举个例子，在设计战斗系统的时候，就看准时间延迟和有限理性这两个深度进行结合设计，非常经典的就是各种极限微操游戏，i wanner，硬核音游都隶属此列，基于这种系统架构做出的游戏总不至于会让人觉得太过无聊