Números cada vez más grandes el diseño y las matemáticas de los juegos incrementales

En nuestra introducción a los juegos incrementales, echamos un vistazo a la historia del género y examinamos qué hace que estos juegos sean únicos, pero no profundizamos en su diseño real. Si bien los juegos incrementales pueden parecer simples, su diseño revela una intención compleja y reflexiva de sus creadores. Al observar algunos ejemplos exitosos del género, podemos apreciar mejor las características de estos juegos y entender mejor cómo podemos diseñar nuestros propios juegos..

Antes de sumergirme en el marco matemático, hay tres áreas de diseño que son fáciles de pasar por alto pero que quiero destacar: la calidad de la exploración y el descubrimiento, la diferencia entre las expresiones "inactivas" y "clicker" del género, y la importancia de tema coherente y arte.

La alegría del descubrimiento

Uno de los vectores más importantes de "diversión" en un juego incremental es el de descubrimiento. Muchos de estos juegos comienzan con una configuración inicial muy simple, pero la complejidad aumenta a medida que el jugador avanza. El proceso de descubrir esta complejidad aprovecha el atractivo innato de descubrir características nuevas y ocultas. Caja de dulces, por ejemplo, se puede entender como un juego que trata principalmente sobre la exploración de su sistema, y ​​el 'incremento' de puntuación de los dulces es simplemente el mecanismo para desbloquear contenido adicional.

Por lo tanto, la mayoría de los juegos incrementales no hacen que la totalidad del sistema esté disponible desde el inicio, sino que en vez de eso, "integra" funciones adicionales contra los niveles de la moneda principal. Este contenido puede ser un "desconocido conocido", como en Al ralentí para gobernar a los dioses, donde ciertas secciones del juego están explícitamente vacías y especifican cómo y cuándo pueden desbloquearse, o un "desconocido desconocido", donde el jugador ni siquiera sabe que las funciones existen hasta que se alcanza un cierto nivel, como casi todo el contenido en Cookie Clicker. Algunos juegos pueden contener elementos de ambos: AdVenture capitalist informa al jugador acerca de gran parte de su contenido que puede desbloquear, pero contiene numerosas características ocultas que surgen en el transcurso del juego.

Supongo que tenemos un largo camino por recorrer.

El descubrimiento es una característica importante a considerar en el diseño de un juego incremental porque proporciona un sistema de recompensas exploratorio para el jugador mientras aprenden sobre los mecanismos básicos del juego. Presentar todo por adelantado no solo elevaría la barrera de entrada para aprender el juego, sino que también eliminaría la alegría que se obtiene al familiarizarse gradualmente con un sistema..

Al ralentí o haciendo clic?

Los juegos incrementales tienden a centrarse en dos mecánicas primarias superpuestas pero distintas: 

  • Crecimiento autónomo que el jugador aumenta gradualmente la tasa de.
  • Participación activa del jugador cuya productividad aumenta gradualmente..

Los juegos que se centran en este último generalmente tendrán una mecánica de "clic" literal para producir crecimiento, o algún otro medio para requerir la participación activa de los jugadores, como las tapas de almacenamiento que requieren la intervención frecuente de los jugadores. En CivClicker, por ejemplo, el jugador debe en su mayoría administrar activamente su ciudad, con solo períodos cortos de crecimiento inactivo. A la inversa, los juegos que se centran en el crecimiento autónomo pueden incluir una mecánica de clic, pero si lo hace, su importancia se irá reduciendo gradualmente en favor de algo automatizado. En AdVenture capitalist,lael jugador debe hacer un clic activo al principio, pero rápidamente desbloquea la capacidad de automatizar el proceso, y luego está prácticamente libre de incrementos manuales.

Esta elección es en gran medida una cuestión de preferencia y énfasis en los objetivos del juego. Un juego que requiere una gestión activa puede ser más atractivo para el jugador en un corto período de tiempo, pero, si se implementa de una manera que requiere demasiada participación del jugador con demasiada frecuencia, puede llegar a violar los principios del diseño ético y humano del juego. A la inversa, un enfoque más autónomo o inactivo puede requerir una menor participación del jugador en cualquier sesión de juego, pero puede generar un compromiso más prolongado con el juego, lo que ayuda a explicar por qué los juegos "inactivos" en Kongregate tienen una tasa de retención tan alta. AdVenture capitalist incluso le informa al jugador lo que ha sucedido en su ausencia, enfatizando que no requiere su atención constante:

Dirección de Arte y Tema

Los juegos incrementales aún se benefician a menudo de un tema narrativo sobre el que se sientan las mecánicas (aunque esto puede ser fácil de pasar por alto porque estas mecánicas son mínimas).

 Un tema sensible puede ayudar a dar contexto al ejercicio abstracto de números crecientes. Igualmente, todos Los juegos se benefician de una buena dirección de arte y diseño, y los incrementales no son una excepción. La estética consistente ayuda a que el juego se sienta como una experiencia unificada, y una interfaz limpia reduce el costo mental de navegar por el juego, por lo que el jugador puede concentrarse en el juego en lugar de interpretar los elementos de la interfaz de usuario incorrecta..

El ejemplo anterior de AdVenture capitalist Es una buena ilustración de esto. Su tema es la gestión empresarial y la expansión capitalista (que encaja con la jugabilidad de números cada vez mayores), y utiliza una estética Googie de los años 50 para su dirección artística. Esto se usa de manera consistente (y con humor), de modo que incluso los menús y tutoriales están "en carácter" y refuerzan el tema visual y narrativo. 

La necesidad de gráficos y escritura de los juegos incrementales puede ser algo escasa en comparación con los juegos de otros géneros, pero es importante no confundir la baja necesidad de no necesitar.

Números subiendo

La mecánica más definitoria de los juegos incrementales es el número que aumenta. Definimos esta última vez como:

  1. La presencia de al menos una moneda o número.,
  2. que aumenta a una velocidad establecida, sin esfuerzo o con un esfuerzo mínimo,
  3. y que se puede gastar para aumentar la velocidad o la velocidad a la que aumenta.

Es ese tercer elemento que afecta en gran medida a la sensación del juego, y ese es el más difícil de diseñar bien. Como es un ejemplo particularmente sencillo, echemos un vistazo a Número por Tyler Glaiel. Tiene los tres elementos de definición principales y casi nada más: un número aumenta y usted puede gastar ese número para que aumente su velocidad..

Cuando comienza el juego, la "tasa de ingresos" del aumento de número es de 0.1 por segundo. La cantidad de "número" guardado se puede gastar para que aumente más rápido. Aquí están las primeras cinco compras, con su costo en la primera columna y la nueva tasa de "número por segundo" en la segunda:

Costo Tasa de ingreso
1.0 0.2
1.2
0.4
1.4
0.7
1.7
1.2
2.2 1.8

Incluso con un puñado de observaciones, podemos identificar algunas de las características del diseño incremental aquí. Uno es el aumentos no lineales tanto para el costo como para el beneficio: se necesita cada vez más cantidad para obtener una mejora incremental relativamente menor. 

Esto tiene sentido desde una perspectiva de practicidad: si el costo / beneficio permaneciera igual (por ejemplo, si siempre costara 1 número comprar un aumento de 0.2 en la tasa de ingreso), no habría variabilidad en absoluto en el resultado, y el ingreso El aumento de la tasa subiría a un ritmo constante y predecible. Esto se aburriría muy rápidamente.!

En cambio, esto es lo que parecen los costos (en azul) y la tasa de ingresos (en naranja) para las primeras veinte compras:

Azul: Costo de la actualización x. Naranja: tasa de ingreso por segundo generado por x compras. Por ejemplo, la décima compra cuesta 7 números y da como resultado una tasa de ingresos de 7.6 números por segundo.

(Puede descargar un XLSX de los datos utilizados para generar estos gráficos desde este repositorio de GitHub, o ver un equivalente de Google Sheets).

Podemos ver aquí muy obviamente que estas funciones no son lineales (incluso ignorando el salto de fórmula de costo en el punto 12).th iteración), y que los aumentos de costos superan rápidamente los aumentos de la tasa de ingresos. Ese es un aspecto importante del diseño, porque significa que el tiempo dedicado a pagar la próxima actualización crece exponencialmente cuanto más dura el juego. Así que el juego progresa bastante rápido al principio, ya que el jugador solo tiene que esperar periódicamente para ahorrar lo suficiente para la próxima compra, pero gradualmente disminuye la velocidad..

La mayoría de los juegos incrementales tienen varias fuentes de aumento de la tasa de ingresos para actualizar, en lugar de solo uno como Número hace. Esta es una fuente importante del descubrimiento y la estrategia de los juegos incrementales, ya que tener múltiples vectores de mejora cuyos costos aumentan de forma no lineal, introduce interesantes vías de optimización para el jugador. Si el jugador decide invertir mucho en un solo edificio o mejora, el costo exponencialmente creciente significa que, en algún momento, otras opciones serán relativamente más baratas, incluso si su precio inicial fuera muy alto. Esto significa que el jugador tiene una variedad de opciones a su disposición, pero deben ser reevaluadas constantemente porque el valor relativo para el jugador está cambiando constantemente..

Mejoras lineales con costes exponenciales

Exponencial costo el escalamiento es beneficioso para la creciente inversión de recursos y tiempo que requieren, pero la mayoría de los juegos no tienen un rendimiento exponencial tasa de ingreso aumenta Por qué no? 

En el gráfico de la última sección, es la brecha. Entre Las dos líneas que nos dan la creciente relación costo-beneficio. Para lograrlo, en realidad solo requerimos un costo (en naranja) para aumentar exponencialmente (o polinomialmente); la tasa de ingreso podría aumentar linealmente, y la brecha entre las líneas aún se ampliaría.

Por ejemplo, en Héroes clicker, Una de las primeras fuentes automatizadas de aumento de números proviene de un "héroe" llamado Treebeard. Inicialmente, cuesta 50 y le da una tasa de ingreso de 5 por segundo. El segundo nivel cuesta 53.5, pero aún así da un aumento de la tasa adicional de 5. Las primeras cincuenta compras se ven así, nuevamente con el costo en azul y la tasa de ingreso en naranja:

Tenga en cuenta que, para simplificar, ignoramos otros mecanismos de costo / tasa en Héroes clicker.

La función de "tasa de ingreso" aquí es solo una línea recta, ya que cada compra la incrementa en un monto establecido de 5, por lo que la fórmula es muy simple: la tasa total por segundo es solo el número de propiedad multiplicado por 5 (por lo tanto, \ (y = 5x \)). 

El costo, sin embargo, está aumentando a un ritmo cada vez mayor. El costo incremental de cada nivel adicional es mínimo al principio; En el gráfico podemos ver, para los primeros veinte, que la brecha entre los dos es casi constante. Pero luego se rompe dramáticamente, requiriendo más y más para cada actualización posterior. 

La fórmula para la función de costo aquí es en realidad una que se usa ampliamente en muchos juegos incrementales:

\ [Price = BaseCost \ times Multiplier ^ (\ # \: Owned) \]

Para nuestro ejemplo de Treebeard, el costo base es 50, y la variable "Multiplicador" es 1.07, por lo que el segundo nivel cuesta \ (50 \ times 1.07 ^ 1 = 53.5 \), el tercer costo \ (50 \ times 1.07 ^ 2 = 57.245 \), y así sucesivamente. El valor del Multiplicador determina la curvatura de la línea, con valores más altos que significan curvas de costo más pronunciadas. (Un valor de 1 daría una línea de costo lineal). 

Héroes clicker utiliza 1.07 como el multiplicador de aumento para todos los 35 de sus héroes actualizables, y todos los diferentes edificios de Cookie Clicker Utilice un valor de 1.15. Curiosamente, los 10 negocios de AdVenture capitalist todos usan un multiplicador diferente, pero cada uno está entre 1.07 y 1.15. La apariencia común de los mismos Multiplicadores en diferentes juegos sugiere que las curvas producidas entre esos límites son equilibradas y satisfactorias.. 

Sin embargo, algunos juegos divergen desde allí. El juego incremental multijugador de Steam. Monstruo, parte de su evento de venta de verano de 2015, utiliza multiplicadores tan altos como 2.5, que aumentan de manera muy pronunciada.

Como se mencionó anteriormente, la escala de costo exponencial tiene la ventaja de equilibrar varias rutas de actualización al garantizar que cada una siga una ruta de rendimientos decrecientes. Esto hace que parte del equilibrio táctico sea innato a la fórmula del costo en sí, en lugar de algo que el diseñador necesita enmarcar explícitamente. Porque incluso si un recurso dado es a veces o incluso en su mayoría 'mejor', su costo exponencialmente creciente significa que no puede ser explotado exclusivamente. 

Echemos un vistazo a la lista de edificios actualizables en Cookie Clicker como ejemplo:

edificio Costo base
Tasa de ingreso base
Cursor 15 0.1
abuela
100 0.5
Granja
500 4
Fábrica
3,000 10
Mía
10,000 40
Envío
40,000 100
laboratorio de alquimia
200,000 400
Portal
1,666,666 6,666
Máquina del tiempo
123,456,789 98,765
Condensador de antimateria
3,999,999,999 999.999
Prisma
75,000,000,000 10,000,000

Podemos ver varios patrones aparentes solo desde esta tabla. 

La primera es que el costo base de cada actualización subsiguiente es casi cinco veces mayor que el anterior (excepto los últimos). Estos incrementos en la mitad de un orden de magnitud aseguran que el jugador tenga tiempo suficiente para disfrutar de cada recurso recién desbloqueado; los aumentos más bajos significarían que los desbloqueos podrían llegar demasiado rápido, pero ya no habría riesgo de que el jugador se aburra antes de lograr el siguiente desbloqueo. 

Mientras tanto, la tasa de ingresos (cookies por segundo, para este juego) aumenta solo alrededor de un tercio por cada nivel adicional, lo que significa que mientras los edificios contribuyen con cantidades numéricas cada vez mayores, en realidad son menos eficientes en relación con su costo.

Sin embargo, dado que cada edificio sigue la misma fórmula de aumento de costo \ (Precio = BaseCost \ veces 1.15 ^ (\ # \: Propiedad) \), cada edificio sigue un patrón muy similar. La tabla a continuación muestra una línea para cada uno de los 11 edificios, representando gráficamente sus primeras doscientas actualizaciones, con el costo de registro a lo largo del eje y y la tasa de ingreso de registro en el eje x. (Dado que estas son funciones exponenciales, una escala logarítmica revela su similitud mejor que una lineal).

Esto Cada línea representa un edificio diferente, con el costo en el eje y y la tasa de ingreso en el eje x (ambas escalas logarítmicas). Esta es una visualización del costo para beneficiar la curvatura que discutimos anteriormente

Entonces, aunque estos edificios parecen muy diferentes, ya que cada uno produce nominalmente y cuesta mucho más que el anterior, sus fórmulas de costo exponencial producen curvas que son inherentemente similares, al mismo tiempo que crean un sistema que el jugador puede optimizar..

Contabilidad para la eficiencia

Mientras que los juegos incrementales son superficialmente para hacer que los números aumenten, es cómo hacer que aumenten tan rápido como sea posible Eso proporciona profundidad de juego para jugadores apasionados. El jugador siempre tiene múltiples posibilidades de mejora entre los diversos recursos actualizables (generalmente junto con algunas características adicionales que veremos más adelante) y, por lo tanto, desafía al jugador a evaluar estas opciones. Si compra la actualización más económica que puede pagar ahora mismo, o ahorre hasta que pueda pagar el siguiente nivel?

Como finalmente queremos comprar todas las actualizaciones, el enfoque más eficiente es evaluar el orden óptimo. Imagine un escenario donde actualmente estamos produciendo 5 de nuestro número por segundo (\ (nps = 5 \)), y tenemos una opción entre dos actualizaciones. El primero cuesta 20 (\ (cost_a = 20 \)), y aumentará nuestra tasa de ingresos en 1 (\ (rate_a = 1 \)). El otro tiene \ (cost_b = 100 \), pero también tiene \ (rate_b = 10 \). El primero es más barato, pero también es menos rentable.. 

Bueno, intentemos comprar A y luego B:

  • Esperamos y ahorramos por \ (20/5 = 4.0 \) segundos, luego compramos A.
  • Ahora esperamos \ (100 / (5 + 1) = 16.67 \) segundos, luego compramos B.
  • Ahora tenemos \ (nps = 16 \), y nos tomó \ (20.67 \) segundos alcanzar.

¿Y si hiciéramos lo contrario??

  • Esperamos y ahorramos por \ (100/5 = 20.0 \) segundos, luego compramos B.
  • Ahora esperamos \ (20 / (5 + 10) = 1.33 \) segundos, luego compramos A.
  • Ahora tenemos \ (nps = 16 \), y nos tomó \ (21.33 \) segundos alcanzar.

Entonces, parece que comprar A primero y luego B es más eficiente, porque \ (20/5 + 100 / (5 + 1) < 100/5+20/(5+10)\). We could generalize this example to get a formula like this:

\ [\ frac cost_a nps + \ frac cost_b (nps + rate_a) < \frac cost_bnps + \fraccost_a(nps + rate_b) \]

Pero esto solo es útil para las comparaciones entre dos actualizaciones posibles, y por lo tanto no es tan útil si tenemos muchas opciones. Necesitamos simplificar la fórmula para aislar las variables para una sola actualización (cuya derivación se explica detalladamente en este fantástico artículo de Adam Babcock), que da como resultado lo siguiente:

\ [\ frac cost_a nps + \ frac cost_a (nps + rate_a) \]

Ahora, podemos aplicar esta fórmula a cada posible actualización, y el resultado más bajo, debido a la transitividad de las desigualdades, producirá lo que deberíamos comprar a continuación (con algunas excepciones que no vale la pena considerar para este nivel de análisis). Esto simplifica enormemente el proceso de encontrar la ruta más eficiente para la optimización..

Esto obviamente es relevante para el jugador, pero también es útil para el diseñador. Conocer lo más eficiente.el uso de diversos elementos del juego puede identificar la existencia de picos no deseados en los requisitos de tiempo y garantizar que incluso el juego óptimo progrese a la velocidad prevista por el creador.

La obtención de escenarios de juego óptimos también nos permite comparar diferentes juegos incrementales, ya que podemos reducir las variables dispares al tiempo que lleva alcanzar un nivel dado de número por segundo. La siguiente tabla muestra el tiempo requerido para alcanzar una tasa de ingreso de un número dado por segundo en AdVenture capitalist (en verde) y Cookie Clicker (en marrón), Si compra edificios de la manera más eficiente (ignorando otros aspectos del juego por simplicidad):

Eje X: tiempo, eje Y: tasa de ingreso (escala logarítmica); verde: AdVenture Capitalist, marrón: Cookie Clicker.

Sorprendentemente, los dos juegos se ven muy similares aquí, devolviendo tasas más altas de nps contra una cantidad de tiempo cada vez mayor. Ambos crecen increíblemente rápido en las primeras 8-10 horas (alrededor de 500 minutos), pero la tasa de aumento es mucho más marginal a partir de entonces. Finalmente se aplanan a medida que se agota la cantidad de nuevos edificios. Como resultado, la mayoría de los juegos incrementales incluyen otros recursos que se pueden comprar junto con los principales edificios actualizables, uno de los más importantes es la capacidad de reiniciar el juego, lo que le permite al jugador escalar esta curva nuevamente..

La complejidad en espiral de las actualizaciones en juegos incrementales puede hacer que su diseño sea una perspectiva desalentadora. Pero el diseñador no necesita calibrar con precisión cada elemento. La belleza de los sistemas no lineales complejos significa que las escaleras absorbentes de las actualizaciones pueden producirse con un alto nivel de equilibrio del diseñador. Para el jugador, navegar por el sistema para encontrar la secuencia óptima es difícil y divertido, mientras que la tarea del diseñador es simplemente asegurarse de que haya un sistema tan complejo para navegar.

"Nuevo juego +" y otras características

La función "Nuevo juego +" le permite al jugador restablecer su progreso a cambio de una bonificación duradera. Por lo tanto, todos los edificios comprados y otros recursos pueden devolverse a cero, pero al comenzar con un aumento multiplicativo plano se aplica a todos los cálculos de número por segundo a partir de entonces. 

Esto no cambia ninguna de las fórmulas fundamentales del juego; solo significa que el jugador alcanzará la meseta asintótica eventual más rápido y más rápido. En esencia, esta característica actúa para extender el juego central al permitir que se reproduzca más rápido. Sin embargo, esto no se puede mantener indefinidamente, por lo que eventualmente los jugadores de mucho tiempo alcanzarán una especie de "final"..

En Héroes clicker, ascendiendo premia a los jugadores con una nueva moneda para comprar mejoras con.

Otra característica común para extender el juego es simplemente aumentar la complejidad de los edificios actualizables. Hasta ahora, solo hemos examinado el método más común de actualización incremental, que sigue la función de costo exponencial. Junto a esas, se encuentran las actualizaciones que producen mejoras únicas de una sola vez en el número total por segundo, o que alteran las variables subyacentes de costo y tasa de ingreso de alguna manera. 

En Héroes clicker,por ejemplo, hay actualizaciones que aumentan el número base por segundo para un "héroe", así como las que aumentan el número base por segundo para todos "héroes". Si bien estas y otras características similares no cambian la mecánica subyacente de un juego incremental, pueden ampliar el espacio de posibilidad para que el jugador explore y desafiar aún más su capacidad para optimizar el juego. Además, al igual que el mecánico 'Nuevo juego +', el volumen de actualizaciones también puede actuar para prolongar el juego antes de llegar a la meseta en progreso.

Clicker conspiración tiene tres árboles distintos de mejoras interrelacionadas.

Ir adelante y multiplicar (exponencialmente)

Aunque esto no ha sido una investigación exhaustiva del diseño incremental del juego, hemos analizado sus aspectos fundamentales. Como un breve resumen para los posibles diseñadores y desarrolladores:

  • Habilitar y promover un sentimiento de descubrimiento..
  • Considere el juego activo e inactivo (e idealmente recompense a ambos).
  • No descuides un tema unificador y un estilo artístico..
  • Utilice la escala de costo exponencial, siendo la forma más común \ (Price = BaseCost \ times Multiplier ^ (\ # \: Owned) \) con un Multiplicador entre \ (1.07 \) y \ (1.15 \).
  • Proporcionar al jugador múltiples vías de optimización..
  • Extienda el juego a través del uso estratégico de reajustes y mecánicas que aumentan la complejidad..

Si estás interesado en aprender más, el subreddit de juegos incrementales es una gran comunidad de diseñadores y desarrolladores a los que acudir para obtener consejos e ideas. Si desea sumergirse directamente en la implementación de algunas de sus ideas, el desarrollador de Cookie Clicker creó una herramienta en línea que puede crear fácilmente juegos similares, y es una excelente manera de experimentar sin tener que poner toda la base a ti mismo. Si buscas algo un poco más avanzado, el creador de CivClicker tiene una excelente pieza sobre la lógica para una implementación de HTML y JavaScript también.

Espero que el marco que hemos examinado aquí sirva de inspiración para explorar tu propia expresión de un juego incremental. Después de todo, hay un montón de espacio de diseño aún por explorar:

Lista de juegos mencionados

Si bien no es una lista completa (para eso, los juegos incrementales subreddit tiene una gran lista), aquí hay una lista de los juegos mencionados en nuestro primer artículo o en este:

  • Un cuarto oscuro
  • AdVenture Capitalist (también disponible gratis en Steam)
  • Anti-Idle: El Juego
  • Caja de dulces
  • CivClicker
  • Clicker Heroes (también disponible gratis en Steam)
  • Clicker conspiración
  • Cookie Clicker
  • DripStat (un ejemplo interesante de una compañía que utiliza un juego incremental como parte de su comercialización)
  • Al ralentí para gobernar a los dioses
  • Monstruo (minijuego de venta de verano temporal de Steam, ya no está activo)
  • Número
  • Búsqueda de progreso
  • Constructor de castillos de arena
  • El monolito

También tenga en cuenta: puede descargar un XLSX de los datos utilizados para generar los gráficos en este artículo desde este repositorio de GitHub, o ver un equivalente de Google Sheets.