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可能性空间与可解性

Possibility Space & Solvability

游戏状态 (Game State) 是某一时刻描述对局的全部信息;可能性空间 (Possibility Space) 是所有潜在游戏状态的集合。Schreiber 与 Romero 把确定性、传递性、信息、对称列为设计师收放可能性空间的四个工具,并由它们共同决定游戏的可解性 (Solvability)——可解与否直接影响我们如何评估平衡(第 2 章,p.25–41)。

游戏状态与可能性空间(p.25–26)

  • 游戏状态=要在别处、别时完全恢复这局游戏所需保存的一切,包括轮到谁。国际象棋还须记录王与车是否动过(易位资格)、是否刚有兵走两格(吃过路兵资格)——这些看棋盘看不出来,但属于状态(p.26 脚注 1)。
  • 可能性空间越大,游戏越难预测、越耐玩。掷硬币只有 4 种结果;《我的世界》每个方块、每条隧道都是状态,空间实际上无限。
  • 同一游戏的空间随"游戏"的框定而变:《万智牌》全部可能对局 → 两套已选定牌组的对局 → 第 15 分钟时的对局,越来越小,直到决出胜者。

收放可能性空间的四个工具(p.27–34)

工具两端对可能性空间的作用例子
确定性 (Determinism)确定 / 非确定把确定事件改为随机(剑伤 5 → 1–7)把 1 种结果变成 7 种;也可以加 6 条确定规则达到同样效果,但加随机更省事《Inside》绊到树枝必死;《绝地求生》同一时刻跳伞结果不同
传递性 (Transitivity)传递 / 非传递字面上不改变可能性空间,但非传递让"正确选择"不明显,从而扩大感知的可能性空间见 传递性与非传递性
信息 (Information)完全信息 / 不完全信息信息量直接改变感知空间:知道哪个敌人残血才会先打它象棋、围棋、井字棋为完全信息
对称 (Symmetry)对称 / 非对称越不对称空间越大、越耐猜;但过度不对称会用太多难题压垮玩家对称镜像 FPS 地图;初代《DOOM》非对称关卡

确定性的视角问题:石头剪刀布在双方出手后是确定的;象棋、围棋整体确定,但从单个玩家的视角看对手的选择不可知,因而是"非确定"的。《魔兽世界》的命中、伤害、掉落、AI 都含随机;《糖果乐园》《滑梯与梯子》在随机步之后的移动规则又是确定的。最清楚的对照是《吃豆人》与《吃豆人小姐》:前者鬼魂 AI 只依赖当前状态,相同输入得到相同结果,玩家可背"路线 (pattern)",游戏从追逐变成记忆与执行;后者鬼魂与水果带随机,路线失效,转为反应与临场判断——新手看不出区别,高手玩法截然不同。作者强调确定与否不是价值判断:象棋、围棋全确定却流传千年。

三类不完全信息(p.31)

类型定义例子
特权信息 (Privileged)只有一名或部分玩家知道手牌;FPS 中自己的血量
公共信息 (Common)所有玩家都知道格斗游戏血条;弃牌堆;场上明牌
隐藏信息 (Hidden)属于状态但无人知道关卡中随机的敌人位置;牌堆顶;《妙探寻凶》三张暗牌(同时也是目标)

TCG 一局里信息层次很多:手牌(特权)、场上(公共)、牌库顺序(隐藏),而自己牌库由哪些牌构成是特权信息;"偷看"类卡牌让构筑时还要权衡信息的价值与直接攻防的价值。

对称是一条光谱(p.32–34):数学上对称游戏按定义完全平衡(没人能有不公平的开局优势),但其中的资源或策略仍可能失衡,游戏退化为"谁先找到漏洞";进程、节奏也未必好——"做成对称"不是万能解。很少有游戏纯对称:象棋颜色与王后左右镜像都不影响玩法,唯一不对称是先手,因此严格说象棋是"有许多对称的非对称游戏"。改成双方同时写下着法再同时结算可使其对称,但需要额外规则处理同格冲突(确有此类变体,如 V. R. Parton 的同步象棋)。《文明:变革》是非对称范例:每个文明单看都强得离谱,但各自以不同方式超模,整体反而平衡。

可解性(p.38–41)

游戏可解指对遇到的每个状态都有一个可知的"最佳"行动。三种可解性:

类型含义例子如何评估平衡
平凡可解 (Trivial)人脑能实时或靠背表完全解出成人眼中的井字棋;大多数教程关可直接分析:最优对弈必和;但新手层面先手赢的状态更多;若只有犯错才会输,后手反而占优(先手先有机会犯错);也可统计大量对局
理论可解 (Theoretical)人脑原则上可解,但受时间或空间规模所限做不到象棋、围棋只能靠设计直觉、顶尖选手意见、比赛统计等"二阶指标"推测
计算可解 (Computational)计算机能解,常人不能西洋跳棋、四子棋已被计算机完全解出可像井字棋一样穷举评估
  • 非确定游戏也可解:解是"成功率最高的行动",不保证每次成功。二十一点不算牌时有现成的要牌/停牌/分牌/加倍表并能给出庄家优势;算牌时最优策略随剩余高低牌变化,概率转向玩家——赌场用观察下注习惯、多副牌发牌靴等手段反制。
  • 非传递游戏也可解:石头剪刀布的解是 1:1:1 的长期比例;若长期偏向某一手(如 50/23/27),对手全出克制它的那一手(0/100/0)就能赢多输少。解不要求每一刻都均分,只要求长期不偏(详见 传递性与非传递性)。
flowchart LR
  PS["可能性空间"] --> D["确定性"]
  PS --> T["传递性"]
  PS --> I["信息"]
  PS --> S["对称"]
  D & T & I & S --> SOL["可解性"]
  SOL --> BAL["如何评估平衡"]

与其他书的对照

  • Schell 在 游戏平衡 中把"对称与非对称"放在"公平"类型下讨论;Schreiber & Romero 把对称看成塑造可能性空间的工具,并强调"对称≠平衡"。
  • 复杂系统与涌现 中 Adams & Dormans 讨论的"状态数与涌现"是同一个可能性空间概念从涌现角度的观察。
  • 随机与技能的进一步讨论见 概率与期望值。

Totten 的视角:作为体验的可能性空间(第 10 章,p.429–448)

  • Totten 用 Warren Spector(经 Squire & Jenkins 转述)的说法:可能性空间"在总体叙事中提供引人入胜的问题,为解决问题提供创造性的机会,并以有意义的后果回应玩家的选择"。他的 La Mancha 卡牌游戏机制很少,却让玩家把《堂吉诃德》改写成新故事;《半条命 2》的藤壶保龄球来自开发者允许的程序、邀请探索的环境与玩家的自由。
  • 程序素养、总览与导览、穷尽可能性来引路,见 微缩庭园与日本庭园设计;逐步扩大可能性空间的塑形见 塑形、不确定节点与银河恶魔城。

分歧:Schreiber & Romero(本页上文)把可能性空间定义为所有潜在游戏状态的集合,用确定性、传递性、信息、对称四个工具从数学上收放它;Totten 的可能性空间是玩家感知到的行动空间,用边界、符号与视线来"介绍"它。前者关心状态有多少,后者关心玩家能看懂多少——Totten 明确主张开局时缩小玩家感知到的空间,即使实际状态空间没有变。

  1. Game_Balance_-_Ian_Schreiber_Brenda_Romero.pdf
  2. Ian Schreiber & Brenda Romero《Game Balance》第 1 版(CRC Press, 2022, ISBN 978-1-4987-9957-7)第 2 章 Critical Vocabulary(印刷页 p.25–47)

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