طرح بهینه بازیهای رایانه‌ای

طرح بهینه بازیهای رایانه‌ای – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه کامپیوتر

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

دیدگاه جامع در بدست آوری طرح بهینه بازیهای رایانه‌ای

چکیده

در محیطی که بر اساس زمان ایده‌آل سیر بازیهای رایانه ای به بازار استوار است، طراحان قادر به ترکیب کلیه خصیصه‌های طراحی در یک بازی رایانه‌‌ای نمی‌باشند. برای هر خصیصه، چندین سطح اجرایی وجود دارد که در ارتباط با سطوح مختلف مربوط به مزیتها و هزینه‌های آن می‌باشد. از اینرو، اتخاذ تصمیمی جامع برای تعیین سطوح مناسب اجرایی، با وجود آنکه هنوز میزان اندکی مطالعه در باره آن وجود دارد،  بسیار مهم می‌باشد. این مقاله دیدگاهی را برای حل جامع این مشکل ارائه می‌نماید. این دیدگاه تکنیک شبکه عصبی را بکار گرفته و نسبت به توسعه الگوریتم توارثی جهت بهینه سازی طراحی بازیهای رایانه‌ای اقدام می‌کند. از طریق این دیدگاه، می‌توان یک طراحی تقریبا بهینه جایگزین را در اسرع وقت مشخص و تعیین نمود.

کلمات کلیدی: شبکه‌های عصبی، الگوریتمهای توارثی، بهینه‌سازی، بازی رایانه‌ای

طرح بهینه بازیهای رایانه‌ای

۱- مقدمه

بازی رایانه‌ای بعنوان صنعتی نوید بخش همچنان مطرح بوده (بتک، ۲۰۰۳) و تحقیقات بسیاری در خصوص طراحی موثر بازیهای رایانه‌ای در خلال دو دهه گذشته انتشار یافته است. بسیاری از این مطالعات بر روی شناسایی فاکتورهای طراحی به منظور مطبوع‌تر نمودن بازیها تمرکز داشته‌اند. ملون  و  لپر  (۱۹۸۷) عقیده دارند که یک بازی جالب توجه می‌بایست دارای چهار خصیصه باشد: هماوردجویی، خیال‌پردازی، کنجکاوی و کنترل. این چهار خصیصه می‌بایست فی‌نفسه بازیکنان را برانگیخته و بوجد آورد. بر اساس این خصیصه‌ها، فابریکیتور، نوسبوم  و  روزز (۲۰۰۲) نسبت به توسعه مجموعه‌ای از دستورالعملها برای بازیهای پر جنب و جوش یا به اصطلاح اکشن اقدام نمودند. مطالعه‌ اخیر در این زمینه مشخص کننده ۳۹ خصیصه طراحی می‌باشد که بر ویژگی سرگرمی و مطبوعیت یک بازی اکشن می‌افزاید (سو، لی  و  وو، ۲۰۰۴).

تلاش برای بکارگیری کلیه خصیصه‌های طراحی در یک بازی رایانه‌ای بچند دلیل امکان پذیر نمی‌باشد. دلیل اول آن است که زمان پخش این بازیها به بازار در این صنعت فاکتور بسیار مهمی برای موفقیت محصول بشمار می‌آید، چرا که دوره حیات یک بازی رایانه‌ای بسیار کوتاه می‌باشد. بنابر این مشارکت دادن کلیه خصیصه‌های طراحی بصورت کل در این زمان محدود ناممکن می‌باشد. دلیل دوم آن است که مزیت عملکرد یک خصیصه طراحی بصورت تاثیری حاشیه‌ای و کم رنگ می‌باشد. این بدان معناست که افزایش مزیت مربوط به یک خصیصه در مقابل کاهش سرمایه‌گذاری کلی در خصوص ارتقای چنین خصیصه‌هایی را می‌تواند در بر داشته باشد. از اینرو از نقطه نظر اقتصادی بکارگیری خصیصه‌های زیاد در سطوح بالای آن چندان مقرون بصرفه نمی‌باشد. دلیل سوم آن است که اغلب شرکتهای درگیر در این صنعت سعی دارند تا نسبت به اتخاذ استراتژی منبع- ریسک محصول، که می‌تواند منجر به ایجاد چندین بازی در یک زمان شود، اقدام کنند. منابع اختصاص یافته به یک بازی خاص تقریبا محدود می‌باشد. بنابر این، چگونگی طراحی موثر یک بازی رایانه‌ای با توجه به زمان و بودجه محدود بسیار مهم می‌باشد. با این حال، این موضوع در مقوله قبلی چندان مورد بررسی قرار نگرفته است.

بخشهای بعدی این مقاله نیز بشرح ذیل تنظیم گردیده است. بخش ۲ مدلسازی طرح را تشریح می‌کند، که شامل سطوح پیاده‌سازی خصیصه‌های طراحی و ادراک اشخاص از بازی می‌باشد. بخش ۳ نیز چگونگی بکارگیری تکنیک شبکه عصبی برای ارزیابی میزان سرگرمی و مقبولیت بازی در بین بازیکنان را توضیح می‌دهد. بخش ۴ مشکل تحقیقاتی را فرمولاسیون نموده و بخش ۵  نیزمعرف الگوریتم توارثی برای بررسی راه‌حل تقریبا بهینه می‌باشد. نمونه عددی در بخش ۶ تشریح شده و نهایتا مباحث مرتبط با نتیجه‌گیری در بخش ۷ معرفی شده است.

طرح بهینه بازیهای رایانه‌ای

۲- مدلسازی گزینه‌ها یا شقهای طراحی

مطالعه‌ای توسط سو و همکارانش انجام پذیرفت که هدف از آن شناسایی خصیصه‌های طراحی بکار رفته در ۲۸ مورد بازی اکشن و همچنین نکته‌نظرات و برداشتهای کلی برای هر بازی بوده است. در این مطالعه پنج سطح از ۱ الی ۵ در نظر گرفته شد.

رویه مشخص نمودن خصیصه‌های طراحی شامل سه مرحله بود. مرحله اول،  از اشخاصی که در بازیهای رایانه‌ای متبحر شده بودند درخواست شد تا ۲۸ بازی مورد نظر را بر اساس سرگرمی و مطبوعیت آنها به سه گروه طبقه‌بندی نمایند. در مرحله دوم،  بازیهایی که دارای سرگرمی و نشاط بیشتری بوده با بازیهایی که از این خصیصه برخوردار نبودند مقایسه گردید تا ویژگیهای طراحی‌ مطلوب برای یک بازی مطلوب و سرگرم کننده مشخص شود. در مرحله سوم، هر یک از خصیصه‌های طراحی بر حسب سطح پیاده‌سازی آن درجه بندی شده و رتبه ۰ الی ۵ بدانها اختصاص داده شد. نتایج تجربی بدست آمده حاکی از این موضوع می‌باشد که یک بازی اکشن از ۳۰ خصیصه طراحی تشکیل یافته است.

طرح بهینه بازیهای رایانه‌ای

 ۳- ارزیابی سرگرمی ادراک گشته برای شقهای مختلف طراحی

به منظور یافتن طراحی بهینه مد نظر، می‌بایست نسبت به برقراری یک تابع طراحی عمومی بین فضای طراحی S  و فضای سرگرمی Y اقدام نمود. چنین تابع طراحی را می‌توان با استفاده از شبکه عصبی بوجود آورد.

معماری شبکه عصبی بدین شرح می‌باشد. این شبکه از سه لایه تشکیل یافته است: لایه ورودی، لایه مخفی میانی و لایه خروجی. هر گره در لایه ورودی معرف سطح اجرایی یک خصیصه طراحی بوده و گره واحد لایه خروجی معرف کل سرگرمی بوجود آمده می‌باشد. با توجه به شق طراحی  در فضای طراحی S ، شبکه عصبی در صدد محاسبه میزان کل سرگرمی ادراک شده این شق می‌باشد.

طرح بهینه بازیهای رایانه‌ای

۴- فرمولاسیون سازی مشکل

مشکل تحقیقاتی در خصوص انتخاب یک شق طراحی بهینه از بازی رایانه‌ای را می‌توان بصورت زیر فرمولاسیون نمود:

تابع هدف معرف آن است که کل زمان طراحی می‌بایست بحداقل برسد، جائیکه  معرف زمان طراحی مورد نیاز جهت دسترسی به یک عملکرد مناسب سطح  برای خصیصه طراحی  می‌باشد. قید (۱) معرف آن است که ما نیاز داریم نسبت به انتخاب یک شق طراحی از فضای طراحی S اقدام نمائیم. قید (۲) معرف طرح شبکه عصبی بین فضای طراحی S  و فضای سرگرمی F  می‌باشد. قید (۳) معرف آن است که سرگرمی ادارک گشته شق طرح انتخابی می‌بایست حداقلهای ملزومات PF­_min که بوسیله کاربران درخواست می‌شود را داشته باشد.

طرح بهینه بازیهای رایانه‌ای

۵- جستجو برای یافتن شق طراحی بهینه

ما نسبت به توسعه GA (الگوریتم توارثی) برای حل مشکل فرمولاسیون شده اقدام نمودیم. هر یک از ویژگیهای GA پیشنهادی، بشرح زیر می‌باشد.

۱-۵٫ نماد کروموزوم

راه حلی (شق جایگزین) بوسیله بردار  مدلسازی شده است که بنام کروکوزوم خوانده می‌شود و متشکل از N خصیصه بنام ژن است. هر خصیصه دارای m سطح اجرایی می‌باشد.

۲-۵٫ جمعیت اولیه

جمعیت اولیه P(0) بوسیله کروموزمهای M ، تولید شده بصورت تصادفی، ساخته می‌شود. در ساخت یک کروموزوم، ارزش هر ژن  ، یک عدد صحیح، بصورت تصادفی از میان اعداد ۰ تا ۵ انتخاب می‌شود.

۳-۵٫ تابع تناسب

با رجوع به چن و هانگ (۲۰۰۳) و مارسلین (۲۰۰۴)، می‌توان تابع تناسب را بصورت زیر تعریف نمود. هر چه میزان  بیشتر باشد، ارزش تناسب  کمتر خواهد بود. کروموزوم دارای ارزش تناسب کمتر در طی فرآیند ارتقای جمعیت شانس کمتری برای حیات داشته و نهایتا از جمعیت مربوطه کنار گذاشته خواهد شد.

۴-۵٫ تبادل ژنی

اپراتور تبادل ژنی برای بوجود آوری کروموزومهای جدید  طراحی گشته است، که در آن  بعنوان یک احتمال تبادلی مطرح می‌باشد. فرآیند ساخت بر این اساس است: انتخاب نمونه‌های کروموزومهای  بصورت تصادفی از  و گروه بندی آنها در جفتهای . کروموزومهای جدید با استفاده از تبادل بخشی از دو کروموزوم اصلی در جفت خاص بوجود می‌آیند.

۵-۵٫ جهش

اپراتور جهش به منظور بوجود آوردن کروموزومهای جدید  از  طراحی گردیده است که در آن  احتمال جهش می‌باشد. این اپراتور نسبت به ساخت کروموزوم جدید با انتخاب تصادفی یک کروموزوم از  و جایگزین نمودن ارزش یکی از ژنهای آن اقدام می‌کند. پروسه جهش تا زمانی که  ساخته شود تکرار می‌شود.

۶-۵٫ تکامل جمعیت

کروموزمهای اصلی را در  گذاشته و همچنین مواردی که جدید بوجود آمده‌اند را نیز در مجموعه w  که از آن کروموزمهای M  می‌بایست برای فرم‌دهی جمعیت بعدی  انتخاب شوند قرار دهید. رویه تکاملی بشرح ذیل است. بصورت تصادفی کروموزمهای   را از W نمونه‌برداری کرده و درجه تناسب آنها را برآورد کنید. کروموزمی که دارای بالاترین حد تناسب می‌باشد را انتخاب و آن را در   بگذارید. مراحل فوق را تکرار کنید تا  تشکیل شود.

۷-۵٫ شرایط خاتمه

ارزیابی انجام شده به هنگامی خاتمه می‌یابد که عدد ارزیابی بصورت t>T  حاصل شود و یا به هنگامی که کروموزم خاص بعنوان بهترین راه‌حل در بین جمعیت برای نسلهای  مطرح باشد.

طرح بهینه بازیهای رایانه‌ای

۶- مثال عددی

روش پیشنهادی یکپارچه سازی ANN و GA در یک طرح بهینه بازی اکشن با استفاده از نتایج بدست آمده توسط سو و همکاران (۲۰۰۴) تحصیل می‌شود. ۳۹ خصیصه طراحی تعریف شده در جدول ۱ نشان داده شده است. همچنین برای انجام این موارد از زبان برنامه‌نویسی C++ استفاده گردیده است.

در خصوص مشکل تحقیقاتی، ما سعی داشته تا نسبت به شناسایی یک روش طراحی جایگزین اقدام نمائیم که در آن کل زمان طراحی  بحداقل رسیده و همچنین حداقل سرگرمی و مطلوبیت لازم  در بازی تحصیل گردد. زمانهای طراحی که برای تحصیل سطوح اجرایی گوناگون برای هر یک از خصیصه‌های طراحی مورد نیاز می‌باشد در جدول ۲ نشان داده شده است.

…

طرح بهینه بازیهای رایانه‌ای

۷- نتیجه‌گیری

این مقاله دیدگاهی را ارائه می‌دهد که بر اساس آن می‌توان نسبت به حل مشکلات مربوط به تصمیم‌گیری جایگزینها یا شقهای ممکن برای طراحی بازی رایانه‌ای اقدام نمود. بوجود آوردن روابط جایگزین یا شقهای مربوطه در بین خصیصه‌های طراحی برای فرآیند طراحی بسیار مهم بوده ولی در عین حال می‌تواند بسیار پیچیده باشد. یک بازی رایانه‌ای شامل تعداد زیادی از خصیصه‌های طراحی بوده و هر خصیصه را می‌توان در سطوح مختلف بکار برد. از اینرو، تعداد شقهای طراحی بواسطه ترکیب فزاینده سطوح اجرایی می‌تواند کاملا زیاد باشد. بواسطه فشاری که برای به بازار بردن هر چه زودتر بازیهای رایانه‌ای موجود است زمان در دسترس طراحان این بازیها نسبتا محدود می‌باشد. بنابر این، توسعه روشی که اجازه دهد بطور موثر نسبت به شناسایی شقهای طراحی اقدام نمود برای طراحی بازیهای رایانه‌ای حیاتی می‌باشد.

این مطالعه از ANN  و GA  برای بهینه سازی طراحی بازیهای رایانه‌ای استفاده می‌کند. این مقوله بدو صورت حل می‌گردد. اول، ANN  ساخته شده، با استفاده از مقدار کمی از داده‌های تجربی گران‌قیمت، می‌توان نسبت به ارزیابی کلی سرگرمی و مطلوبیت ادراک شده از یک شق طراحی اقدام نمود.  دوم، GA عرضه شده که می‌تواند بصورت موثر شق تقریبا بهینه را از بین انبوهی از راه‌حلهای موجود شناسایی نماید. شق طراحی عرضه شده می‌تواند باعث تسهیل در روند امور مربوط به طراحان بازی شود تا بدینوسیله آنها قادر باشند تلاشهای خود را بطور مناسب صرف خصیصه‌های گوناگون طراحی نمایند.

با وجود آنکه این خصیصه بطور موفق در مورد بازیهای اکشن بکار گرفته شده است، کارایی آن در دیگر مقوله‌های دیجیتالی هنوز نیازمند بررسی بیشتر می‌باشد. در زمان جاری، ما در حال بررسی احتمال بسط این دیدگاه به برخی از ادوات دیجیتالی دیگر نظیر دیگر انواع بازیهای رایانه‌ای، ادوات چندرسانه‌ای، فیلم، آموزش الکترونیک و رابط‌های ابزارهای موبایل بین انسان و ماشین هستیم.