复杂游戏系统设计与“涌现”理论

什么是系统?

系统的定义:系统是由一系列相互关联的组件组成的整体,这些组件之间的相互作用形成了系统的属性和行为,这些属性和行为不仅属于组件,还属于整个系统。

  • 组件:它们具有内部状态、边界和行为。这些组件之间通过相互作用来形成系统的结构。
  • 相互作用:组件之间的相互作用通过行为实现,这些行为通常涉及资源(如信息或物质)的流动。系统中的相互作用可能会形成循环,这些循环对系统的行为产生深远影响。
  • 涌现:涌现是系统中强化循环和平衡循环的平衡状态,产生有组织的系统行为,这种行为不仅由组件的属性决定,还受到它们相互之间的关系影响。

组件和互动

组件(Components)

在系统中,组件指系统的基本构建单元。每个组件都有内部状态、边界和行为。组件是系统中的节点,它们可以独立运作,并通过行为与其他组件互动。

  • 状态(State):组件的状态由多个属性组成,这些属性在任何给定时刻都具有特定的值。系统中的状态常常是从更低层级的子系统的状态聚合而成。
  • 边界(Boundaries):每个组件都有边界,边界定义了组件的局部领域,其中与其他组件的互动比其他地方更频繁。边界可以有助于将系统的不同组件模块化,减少中心控制的需求。
    • 某些系统在顶层设计时,其中的若干模块就应该明确边界,在框架审查不严格的团队,甚至会出现双重开关的设计,增加迭代难度。
  • 行为(Behaviors):组件之间通过行为相互影响。这些行为会引发资源的流动,包括源、资源、容器和汇。资源可以是任何可数、可存储或可交换的东西,如生命值、子弹或资源领域。

行为与资源流动

  • 源(Sources):源是能够增加其他组件的资源数量的组件。源通常代表着某种资源的不断供应。其内部状态决定了资源的产生速率。
    • 如:MOBA游戏中的小兵、野怪,卡牌游戏中的PVE关卡。
  • 资源(Resources):资源代表从一个组件流向另一个组件的数量。资源可以是各种可计量、可存储或可交换的东西,包括物质和信息。
    • 如:玩家补兵获得金币,玩家完成关卡获得奖励。
  • 容器(Containers):容器接收和累积资源,其状态在某一时刻表示为一个数量。
  • 汇(Sinks):汇是资源流向容器的出口。汇的行为是以每单位时间输出的资源数量来定义的,但当容器为空时,它不再能输出资源。

强化循环与平衡循环

  • 强化循环(Reinforcing Loops):强化循环增强组件的行为,通常用于奖励成功和增强早期的优势。这种循环有时被称为“雪球”循环,因为即使优势很小,它也会被不断放大。
  • 平衡循环(Balancing Loops):平衡循环减弱组件的行为,有助于维持或恢复系统中各组件的平衡。它通常会限制早期领先者,以避免差距不断扩大。
  • 如:卡牌游戏中主线关卡的阶梯式数值体验设计,玩家通常在一个章节中,前n个小关卡中都能顺利通过(强化循环)。而直到玩家即将通关该章节时,难度陡增,甚至失败,则此时玩家需要前往其他系统进行数值养成(平衡循环),直至玩家在主线关卡的战力数值符合通关条件。

意外后果与复合系统

意外后果循环

意外后果循环是一种隐藏了一段时间的循环,最终以报复的方式返回系统中。这种循环通常是由于短期视野和系统性忽视导致的。意外后果循环的解决方法是细致地审查系统,并深入了解其中的潜在原因和影响。

  • 如:某货币的产出超限,游戏的拍卖行系统设置了系统自动求购,但没有为自动求购设计上限。
  • 增长极限:我们经常会假设,给定一些结果,做更多会导致这样结果的事情,会带来相同方向持续不断的线性增长。这几乎是不可能的,原因在于:对于每一个由强化循环提供反馈的加速条件,都有一个由限制条件提供的单独的平衡循环。

复合系统

复合系统由多个组件组成,这些组件通过形成循环连接在一起。复合系统的特点是,每个组件都影响自己未来的状态和行为。复合系统可以看作是系统中的系统,每个子系统都相对独立,但又与更大的系统相互作用。

  • 如:战队系统包含好友系统、活动系统包含商城系统。

系统深度

系统深度是指组件存在于多个组织层级中,这些组件本身又由更低层级的组件组成。系统深度创造了多层次的结构,这些结构具有吸引力,因为它们易于上手,同时也具有不同层次的复杂性。系统深度允许我们构建复杂但可管理的系统,这些系统可以适应不同的需求和挑战。

涌现

在游戏设计和复杂系统理论中,”涌现”(emergence)是一个重要概念,它指的是复杂系统中新的性质、行为、或模式从简单的组件或规则互动中产生的现象。这些新的性质通常不能简单地由组件的属性或规则的总和来预测,而是系统级别的表现。

  • 在游戏设计中,涌现意味着游戏中的复杂性不仅来自于单个游戏元素或机制,而是由这些元素之间的相互作用和组合产生的。这可以导致玩家在游戏中经历出乎意料的、独特的情境和挑战。游戏设计师可以利用涌现来创建更具深度和多样性的游戏体验,而不仅仅依赖于预定的剧情或规则。

  • 举个例子,涌现在游戏中可以表现为玩家的行为和决策在不同的情境下引发了不同的结果,创造了非线性的游戏进程。这意味着玩家的互动和选择会导致游戏中的新情节或问题的出现,这些情节和问题是根据玩家的行为而演变的,而非事先设定好的。

涌现在游戏中提供了更多的自由度和可能性,使游戏更富有挑战性和吸引力。设计师可以通过巧妙地设置游戏规则和元素之间的相互关系,鼓励玩家发现新策略、探索未知领域,并以独特的方式解决问题。这种设计方法可以增加游戏的回放价值,因为不同玩家在不同时间可能会经历不同的涌现情况。

在 “云顶之弈”(Teamfight Tactics)这款游戏中,让玩家从三个海克斯技能中选择一个的设计正是一个促使涌现的例子。这是一个很好的示范,显示了如何通过复杂的元素交互来创造非线性和多样性的游戏体验。

在游戏进程中,玩家会面临选择海克斯的阶段,可以选择拾取一个特定的装备,这个装备赋予棋子一个特定的技能或能力;也可以选择一个特定的技能,这个技能会影响棋子在战斗中的表现。这里的涌现来自于以下因素:

  1. 选择的多样性:每一轮提供给玩家的三个选项通常都是不同的技能或装备,它们可以为不同类型的棋子提供不同的效果。这创造了多种可能的策略和组合,促使涌现的出现。
  2. 玩家的战术选择:玩家必须考虑他们当前的队伍构建、角色的职业和阵容,以及他们的游戏计划。这些因素会影响他们在每轮选择哪个装备的决策。
  3. 互动效应:由于每个棋子可以携带多个装备,装备之间的互动效应也会涌现。不同装备的组合可能会创造出强大的效果,这种效果在游戏中并不是提前定义好的,而是由玩家的选择和实际战斗中的效果产生的。
  4. 游戏进程的演变:由于游戏是逐渐发展的,玩家的队伍和战术也会随着时间演变。这意味着涌现的策略和效果会随着游戏的进行而变化,创造出不同的游戏体验。

这个设计让 “云顶之弈” 充满了涌现性,因为它为玩家提供了丰富的选择和策略空间,每一轮都有可能涌现出不同的结果。这种设计方法使得游戏更具深度和多样性,同时也增加了玩家的决策和策略性。

优雅的系统思维

最终,系统思维的目标是创建优雅的系统。优雅的系统具有亚稳态,能够随时间变化,但仍然保持熟悉的感觉。这些系统具有层次深度和对称性,没有特殊情况或遗留问题。整个系统是由组件之间的相互作用形成的,因此整个系统具有高层次的定义,同时包含深层次的复杂性。

综上所述,系统思维是一种强大的工具,可用于理解复杂问题和设计创新系统。通过深入了解系统的组成组件、互动、涌现、系统深度和其他关键概念,我们能够更好地应对现实生活中的挑战,尤其是在游戏设计、系统工程和科学领域。系统思维有助于我们拆分复杂问题,找到解决方案,并优化系统以实现更好的性能和可持续性。