Machinations 图示语言

为什么需要它（第 5 章 The Machinations Framework，印刷页约 p.79–83）

• 机制与其结构特征大多藏在代码里；程序代码、有限状态图、Petri 网对设计师而言复杂难用，也不能在足够抽象的层面让反馈回路一眼可见。Machinations 力求易懂，同时保留结构特征与动态行为。
• Machinations 工具：外观类似 Visio 的 2D 绘图程序，运行时按时间步 (Time Step / Iteration) 执行图中规定的事件，一步完成后以新状态执行下一步，直到手动停止或满足图中设定的结束条件；可设置每步间隔。数字版的图在某种程度上"可玩"。
• 范围与细节层级：可以抽象到任意程度（早期《模拟城市》没算力模拟每辆车，只按路段计算交通密度）。常常只从单个玩家的视角建模即可，多人情形可以复制并组合单人图；在高抽象层级，实时与回合制差别往往不大。图的自然范围是单个玩家及其视角；工具没有为多人设计的功能（只有鼠标输入，无法限制谁的回合）——它是模拟工具，不是做可玩游戏的工具。图只帮助理解游戏，不能替代研究游戏本身。

现状说明：原书所述工具运行在 Adobe Flash Player 上（www.jorisdormans.nl/machinations）。Adobe 已于 2020-12-31 停止支持 Flash，并自 2021-01-12 起阻止 Flash 内容运行，所以原版工具已无法在现代浏览器中直接使用。

节点与连接的基础（第 5 章 Machinations Diagram Basic Elements，印刷页约 p.83–92）

池 (Pool)：资源聚集的地方，画成空心圆，资源是叠在上面的小彩色圆；太多时显示数字（默认显示上限 25，可逐池设置；0 表示总显示数字）。池用来建模实体（如银行账户）。池只能存整数（账户只能存整美元，或改以美分计）。不同颜色区分不同资源；一个池可以存多种资源以表示复合实体，但初学时最好一种资源一个池（生命、能量、弹药各一个池）。

资源连接：实线箭头，旁边的标签是每个时间步能流过的资源数，无标签即 1，all 表示不限。进入节点的连接是该节点的输入，离开的是输出；连接的起点叫源头 (Origin)，终点叫目标 (Target)。

随机流量：

激活模式 (Activation Modes)：每个时间步节点可能触发 (Fire)，触发时沿连接推或拉资源。

拉与推：池触发时默认拉 (Pull)——按各输入的流量从上游拉资源；设为推 (Push) 模式（标 p）则沿输出推；只有输出的池总是推模式（省略 p）。资源不足时：默认"能拉多少拉多少"；全有或全无 (All or None) 模式（标 &）在不能全部满足时一个也不拉/推。推模式节点可同时标 p 和 &。

沙漏例子：被动池 A 有 5 个资源，自动池 B 为空，B 每步从 A 拉 1 个，5 步后全部移到 B，状态不再变化。

时间模式 (Time Modes)：

拉取冲突（图 5.10）：A 有 9 个资源，B 每步从 A 自动拉 1 个，C 与 D 每步都想从 B 拉 1 个。同步模式下资源不够两人分就谁都拉不到，于是每两步 C、D 同时各拉 1 个，9 步后 C=D=4、B 剩 1；异步或回合制模式下由一方拉到，优先权起初随机、此后每步交替，最终一方 4 个、另一方 5 个。

这与引擎中"同一帧内多个系统读写同一状态"的问题同源：同步模式相当于先读旧状态、统一提交（双缓冲），异步模式相当于按顺序立即生效（见 双缓冲、游戏循环与更新方法）。

状态连接（第 5 章 State Changes，印刷页约 p.88–92）

图的状态＝资源在各节点间的当前分布。状态连接是虚线箭头，从控制节点（源头）指向目标——节点、资源连接，罕见地也可以是另一条状态连接。按所连元素与标签分四种：

要点与例子：

• 标签修改器跟随变化量而非绝对值：标签 +3、源头增加 2，则目标标签加 6；源头减少 2，则减 6。正标签让目标"跟随"源头，负标签让目标"反向"。例（图 5.11）：每往池 A 加 1 个资源，B→C 的流量加 2，于是第一次点击 B 时 1 个流向 A、3 个流向 C，第二次就是 5 个流向 C。例：《大富翁》中地产越多，其他玩家的钱流向你的随机流量越大（图 5.12 只示意原理）。
• 节点修改器：图 5.13 中 C 的数量＝3×A 的数量−2×B 的数量。负修改器或重新分配可能让节点为负，表示短缺 (Shortage)：不能从短缺节点拉资源，流入的资源先用来填补短缺。分数标签 n/d 表示源头每跨过一个 d 的整数倍边界（向下取整）就改变 n：源头由 7 变 8 时，-2/4 让目标减 2（⌊8/4⌋−⌊7/4⌋＝1），+1/3 不变（⌊8/3⌋＝⌊7/3⌋）。例：《卡坦岛》每个村庄 1 分、每座城市 2 分——村庄数与城市数两个源头修改分数节点。作者提醒：节点修改器能凭空创造/销毁资源，适合"威胁等级"这类抽象资源，钥匙、生命这类资源最好用源和泄。
• 触发器常用来触发什么也不做的被动节点，让它只在特定情形发生时触发。例（图 5.14）：《大富翁》把钱付给银行，触发地产从银行转到你手中。
• 激活器例（图 5.15）：《凯吕斯 (Caylus)》把工人（资源）放到建筑上才能执行该建筑的特殊动作，如在金矿采金；图中的触发器表示每次采金后工人回到工人池。

高级节点类型（第 5 章 Advanced Node Types，印刷页约 p.92–98）

除池外还有七种节点（源、泄、转换器、交易器对应第 4 章的四种经济功能，见 内部经济）。其中一些能用池＋连接巧妙拼出，专门节点只是为了让图不至于杂乱。

门的细节：

• 概率输出：百分比（总和不应超过 100%，不足 100% 时资源有可能哪个输出都不走而被销毁）或权重（输出概率＝本输出权重/总权重，1 与 3 即 1/4 与 3/4）。
• 条件输出：标 >3、==0、3-5 等；每来一个资源就检查所有条件，每个满足条件的输出都送出一个资源——条件重叠会复制资源，都不满足则销毁资源。
• 门同样有被动/交互/自动/起始动作四种激活模式；没有输入的门每次触发时发出触发，可用来自动或按玩家动作产生触发。
• 分配模式：确定型门 (Deterministic)（空心菱形）按百分比或权重均匀地轮流分配；有条件输出时统计本时间步通过的资源数来检查条件（可以把它看作"计数门"）。随机门 (Random)（标骰子）生成随机数：概率输出时在 0–100% 或总权重内取值；条件输出时默认掷一个 D6 与条件比较。
• 单输出的门：随机放过 30%；无视输出流量立即放行；只放过最先的两个（图 5.16 中排）。
• 门的所有输出状态连接都是触发器（门不积累资源，修改器和激活器从门出发没有意义），这些触发器也可以带条件或概率。例（图 5.17）：一个自动随机门以 30% 概率触发，让 3 个资源从被动池 A 流到被动池 B。

转换器 vs 交易器：对玩家几乎一样——交出若干资源换回别的资源；对设计师完全不同：转换器是泄＋源，触发后游戏中的资源总量可能改变；交易器只是交换，总量不变。

进阶元素（第 6 章 More Machinations Concepts，印刷页约 p.107–113）

非确定性符号（表 6.2 Types of Determinability，据原图转写）：

工具无法真正模拟技能或其他玩家，运行时这些符号都只是产生 1–6 的随机值（可在设置中改）；区分它们是为了让图更好读。

本 wiki 的 Mermaid 改画约定

Machinations 原图是图形符号，本 wiki 不放图片，改用 Mermaid 流程图近似表示，并始终附节点表：

Mermaid 无法让连接指向另一条连接的标签，所以标签修改器在图中画成指向该连接的目标节点，并在表里写明"修改的是哪条连接的流量"。

例：为《吃豆人》建模（第 5 章 Modeling Pac-Man，印刷页约 p.98–105）

作者把建模分六步逐个机制加入，每个机制一种颜色；这是近似而非软件的逐字模拟（例如幽灵每 5 步出屋一只，真实算法更复杂）。

资源：

各机制：

1. 吃豆：豆子池(50) →交互转换器"吃豆"→分数池；输入为随机流量，起始成功率 100%，标签修改器 +1% 从豆子池指向该流量——豆子每少 1 个，ΔS＝−1，乘 +1% 得 −1%，成功率降 1%（模拟越到后面越难找到剩下的豆子）。真实游戏中走新路时 100% 吃到、走回头路时 0%；用 0.25% 则代表很少走回头路的高手。豆子吃完触发结束条件（过关）。
2. 水果：分数源每 20 步产生一个水果、泄每 5 步移除一个（分数流量），即出现 5 步后消失；交互"吃水果"成功率固定 50%，得 5 分（豆子得 1 分）。真实游戏每关只出现两次、分值随关卡递增。
3. 幽灵制造威胁：迷宫池每 5 步从幽灵屋拉一个幽灵；自动源产生威胁，迷宫中每个幽灵都提高该源的产量（标签修改器）。玩家可点随机交互门"躲避"：50% 概率触发一个一次泄掉 9 个威胁的泄（失败可再点；高手可提高该概率）。
4. 被抓与失命：威胁池超过 100 时（激活器 >100）自动触发"重置门"，重置门把触发分三路：泄掉一条命、让幽灵从迷宫回屋的资源连接、泄掉全部积累的威胁。最后一条命用完则游戏结束。
5. 能量豆：有限的能量豆池 →交互转换器"吃能量豆"→能量时间 (Power-Up Time) 抽象资源（自动泄掉）。有能量时间时，幽灵停止产生威胁，并激活一个泄去威胁的泄；同时出现新的交互动作"吃幽灵"：幽灵回屋并得 5 分。

下图按上述文字把完整模型（原书图 5.28）改画为 Mermaid（简化，标签按正文）：

flowchart LR
  Dots(("豆子 50")) -->|"100%，每少 1 豆 −1%"| EatDot>"[点击] 吃豆"]
  EatDot -->|1| Points(("分数"))
  Dots -.->|"==0"| Win["■ 过关"]
  FS[/"水果源 1/20"\] --> Fruit(("水果"))
  Fruit -->|1/5| FD[\"水果消失"/]
  Fruit -->|50%| EatFruit>"[点击] 吃水果"]
  EatFruit -->|5| Points
  House(("幽灵屋 4")) -->|1/5| Maze(("迷宫中的幽灵"))
  Maze -.->|"+1 产量"| TS[/"威胁源 *"/]
  TS --> Threat(("威胁"))
  Evade{"[点击] 躲避 随机门 50%"} -.->|"*"| ED[\"泄 9 威胁"/]
  Threat --> ED
  Threat -.->|">100"| Reset{"重置门"}
  Reset -.->|"*"| LD[\"失去 1 命"/]
  Lives(("生命 3")) --> LD
  Reset -.->|"* 幽灵回屋"| House
  Reset -.->|"* 清空威胁"| TD[\"泄 all 威胁"/]
  Threat --> TD
  Lives -.->|"==0"| Lose["■ 游戏结束"]
  Pills(("能量豆 4")) --> EatPill>"[点击] 吃能量豆"]
  EatPill --> Power(("能量时间"))
  Power --> PD[\"自动流逝"/]
  Power -.->|">0 抑制产生威胁 / 激活吃幽灵"| EatGhost>"[点击] 吃幽灵"]
  Maze --> EatGhost
  EatGhost -->|"幽灵回屋"| House
  EatGhost -->|5| Points

从简化模型中能读到的设计信息：

• 玩家要在吃豆、躲避、吃水果间分配精力；吃水果与其他系统几乎隔离——只加分、不帮别的，所以手忙脚乱的新手可以安全忽略它。
• 能量豆是需要明智花费的关键资源：可以用来吃幽灵拿奖励分，也可以用来安全地吃掉最后的豆子、更快过关——数字版模型甚至能让人体会到真实游戏中的这些策略选项。
• 能量持续时间和吃幽灵得分在真实游戏中随关卡变化，模型做了简化。
• 建模已有游戏比设计新游戏更难：近似的数值是主观选择，要仔细想清楚每个选择的含义；设计新游戏时则可以随意设置与试验，这是工具的最大长处。

原书问题

• 第 5 章开头说工具教程在（在线）附录 C，随后的 Note 却写"附录 A 包含 Machinations 工具使用教程"。按原书目录与引言，附录 A 是快速参考 (Quick Reference)，入门教程是附录 C "Getting Started with Machinations"，Note 中的"附录 A"应为附录 C。
• 第 5 章习题全部是图题（原书为图片），PDF 中只有题干，本页不复述。

与其他建模方式并列

实际上 Machinations 的令牌在节点间流动、按条件触发，形式上与 Petri 网相近；作者的取舍是用更少的元素类型换取可读性。