LUCAS HENRIQUES DE ARAÚJO

GERAÇÃO AUTOMÁTICA DE QUESTS PARARPGS DIGITAIS

LONDRINA–PR

2015

LUCAS HENRIQUES DE ARAÚJO

GERAÇÃO AUTOMÁTICA DE QUESTS PARARPGS DIGITAIS

Trabalho de Conclusão de Curso apresentadoao curso de Bacharelado em Ciência da Com-putação da Universidade Estadual de Lon-drina para obtenção do título de Bacharel emCiência da Computação.

Orientador: Prof(a). Dr(a). Nome do(a) Ori-entador(a)Coorientador: Prof(a). Dr(a). Nome do(a)Coorientador(a)

LONDRINA–PR

2015

LUCAS HENRIQUES DE ARAÚJO

GERAÇÃO AUTOMÁTICA DE QUESTS PARARPGS DIGITAIS

Trabalho de Conclusão de Curso apresentadoao curso de Bacharelado em Ciência da Com-putação da Universidade Estadual de Lon-drina para obtenção do título de Bacharel emCiência da Computação.

BANCA EXAMINADORA

Prof(a). Dr(a). Nome do(a) Orientador(a)Universidade Estadual de Londrina

Orientador

Prof. Dr. Segundo Membro da BancaUniversidade/Instituição do Segundo

Membro da Banca

Prof. Msc. Terceiro Membro da BancaUniversidade/Instituição do Terceiro

Membro da Banca

Londrina–PR, 24 de novembrode 2015

LONDRINA–PR2015

ARAÚJO, L. H.. Geração automática de quests para RPGs digitais. 22p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Bacharelado em Ciência daComputação – Universidade Estadual de Londrina, 2015.

RESUMO

Palavras-chave: latex. abntex. editoração de texto.

ARAÚJO, L. H.. Procedural generation of quests in computer RPGs.22 p. Final Project (Undergraduation). Bachelor of Science in Computer Sci-ence – State University of Londrina, 2015.

ABSTRACT

This is the english abstract. The Abstract in English should be faithful to the Resumo inPortuguese, but not a literal translation.

Keywords: latex. abntex. text editoration.

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.1 Role-Playing Games . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2 Quests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.3 Narrativa em jogos digitais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.3.1 World . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.3.2 Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.3.3 Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.3.4 Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.4 Procedural Content Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.5 Geração de quests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.5.1 Doran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.5.2 Sullivan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.5.3 Lee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.5.4 Hartsook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.6 Geração de histórias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3 DESENVOLVIMENTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.1 Abordagem de quests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.1.1 Elementos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

4 RESULTADOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

5 CONCLUSÃO E TRABALHOS FUTUROS . . . . . . . . . . . 19

REFERÊNCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

9

1 INTRODUÇÃO

Jogos digitais se tornaram uma das áreas mais economicamente ativas no desen-volvimento de software e na indústria do entretenimento, com uma receita esperada de101 bilhões de dólares em 2014 [1]

*citar hendrix sobre os crescentes custos de produção(em dinheiro, tempo) *brevedefiniçao de pcg *Através de técnicas de PCG, pode-se diminuir a mão de obra necessáriae aumentar a quantidade de conteúdo que será entregue ao usuário final, melhorandotambém o fator de rejogabilidade. *como outros autores melhoraram jogos com geraçãoautomática de quests e narrativas *resultados e criticas aos métodos já usados

11

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Role-Playing Games

Hartsook[2] define um CRPG (Computer Role-Playing Game) como sendo umgênero de jogo onde o jogador entra um mundo virtual tomando o papel de personagemque embarca várias "quests", ou missões, afim de alcançar um determinado objetivo. Emseu livro, Barton[3] explica como os CRPGs se misturam com outros gêneros, tornandodifícil isolar precisamente as características que definem o gênero CRPG exclusivamente.E, apesar de estar presente em diferentes estilos de jogos, todos esses são baseados nomesmo sistema de atributos de personagem, níveis, combate estratégico, e exploração quesão comumente encontrado em CRPGs [3].

2.2 Quests

Quests são, basicamente, tarefas ou conjuntos de tarefas que o jogador pode com-pletar em troca de recompensas ou para progredir no jogo."Quests"são uma das principaisformas de guiar o jogador pelas histórias em RPGs. Elas podem ser vistas como umelemento de narrativa que oferece conhecimento sobre o mundo do jogo, e poder ao per-sonagem [4].

Aarseth[5], ignorando elementos considerados desnecessários, como personagens,trama e história, apresenta uma definição genérica de um jogo de quests que pode seraplicada à qualquer gênero de jogo:

"a game with a concrete and attainable goal, which supercedes performance or theaccumulation of points. Such goals can be nested (hierarchic), concurrent, or serial, or acombination of the above."

Aarseth[5] ainda descreve os três tipos básicos de quests, as orientadas a local,tempo e objetivo. O primeiro tipo, local, é o mais simples, onde o jogador deve se mover deuma posição inicial para uma outra posição objetivo. quests orientadas a tempo são as maisraras. Um exemplo de uma quests puramente orientada a tempo está no jogo Call of Duty(2003), onde o jogador precisa apenas se manter vivo durante um tempo predeterminado.O terceiro tipo de quests, a orientada a objetivo, o jogador precisa alcançar um resultadoespecífico, como, por exemplo, tomar à força um item de um outro personagem.

Estes três tipos básicos de quests podem ser combinados para formar quests maiscomplexas e interessantes:

12 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica

∙ Tempo & Local ("Vá até... antes de...")

∙ Tempo & Objetivo ("Faça... antes de...")

∙ Local & Objetivo ("Vá ate... e faça...")

∙ Tempo & Local & Objetivo ("Vá ate... antes de... e faça...")

2.3 Narrativa em jogos digitais

Em seu outro trabalho, Aarseth[6] apresenta um modelo de classificação dos ele-mentos que compõem a narrativa de um jogo. O que é interessante para o trabalho aquidesenvolvido é como a autora separa esses elementos: WORLD(mundo), OBJECTS (ob-jetos), AGENTS (agentes) e EVENTS (eventos). Esses quatro elementos estão presentesem todos jogos e todas histórias, apesar de se apresentarem de formas diferentes.

2.3.1 World

"Gameworlds are physical or pseudo-physical (virtual) structures that are clearlydelimited and which can be described by geometry or topology."

2.3.2 Objects

Objetos podem ser classificados nas seguintes categorias: estáticos e não intera-gíveis, estáticos e usáveis, destrutíveis (como os edifícios em jogos RTS), modificáveis,criáveis, inventáveis.

2.3.3 Agents

Agentes, ou personagens, podem ser classificados em termos de sua profundidadeou superficialidade.

2.3.4 Events

2.4 Procedural Content GenerationProcedural Content Generation (PCG) se refere à geração automática, por meio

de algoritmos, de diversas formas de conteúdo, principalmente para jogos digitais. Hen-drikx [7] fez um levantamento sobre métodos para geração de vários tipos de conteúdospara a área de jogos digitais. Uma das formas mais simples de PCG é a geração de nú-meros pseudo aleatórios. Essa técnica foi usada no jogo de exploração espacial Elite paragerar as galáxias.

2.5. Geração de quests 13

Para facilitar na classificação, Hendrikx [7] dividiu os conteúdos que podem sergerados em seis categorias. Game bits são as partes mais básicas do jogo, como as texturas,sons, vegetação, construções, comportamento dos objetos, fogo, agua, nuvens. Game Spaceconsiste no ambiente do jogo, os mapas interiores e exteriores, rios, lagos. Game Systemsutilizam teoria e modelagem de sistemas complexos para gerar ou simular parte do jogo,alguns exemplos são ecossistemas, redes viárias, ambientes urbanos e comportamento deentidades. Game Scenarios descrevem o desenrolar do jogo, por meio de puzzles, histórias,ou fases do jogo. A quinta categoria, Game Design, abrange conteúdo como regras do quepode ser feito no jogo e dos objetivos que o jogador deve alcançar. A ultima categoriaconsiste nos conteúdos que são derivados a partir do mundo do jogo, para aumentar asensação de imersão.

Uma variedade de técnicas já foram aplicadas para resolver o problema de PCG,elas podem ser agrupadas em classes, como Geração de números pseudo-aleatórios, gramá-ticas gerativas, processamento de imagens, modelagem e simulação de sistemas complexose inteligência artificial [7]. Smith [8] apresenta uma abordagem que recorre à programaçãode conjunto resposta. Togelius [9] faz o levantamento de trabalhos que tratam o problemade geração de conteúdo como um problema de busca, usando principalmente algoritmosevolutivos.

Também é trabalhada a geração de mapas com múltiplos objetivos para jogos deestratégia, usando um algoritmo evolutivo [10]. E Taylor [11] mostra como usou redes dePetri para criar salas mobiliadas aleatóriamente, sem perder o sentido no posicionamentodos objetos.

2.5 Geração de quests

Na área específica de geração automática de quests através de geração proceduralde conteúdo, existem trabalhos recentes utilizando diferentes métodos. Doran [4] se baseouem uma análise de 750 quests de quatro jogos para definir a estrutura das quests e entãorepresentá-la em forma de gramática onde os símbolos terminais são ações que devem serrealizadas. Lee [12] propõe um método para gerar a história de uma quest através de umarede de Petri, utilizando também rede Bayesiana para determinar algumas informaçõessobre o jogador e então escolher qual tipo de quest é mais apropriada. Ashmore [13]trabalha com um tipo específico de quest, onde o objetivo consiste em adquirir um item elevá-lo à um local do cenário, e apresenta um método para gerar as quests e desafios paraentão situá-las no mundo do jogo, que também é gerado através de PCG. Hartsook [2] usaa ferramenta GAME FORGE para gerar o mapa de jogo a partir de uma história pronta.Outros trabalhos também são citados por Hendrikx [7], aplicando processamento naturalde linguagem e planejamento de ordem parcial.

14 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica

2.5.1 Doran

2.5.2 Sullivan

2.5.3 Lee

2.5.4 Hartsook

2.6 Geração de histórias

15

3 DESENVOLVIMENTO

3.1 Abordagem de questsOs trabalhos citados até agora, em maioria definem uma quest apenas como uma

sequência de objetivos a serem seguidos pelo jogador. A abordagem proposta neste tra-balho aborda a quest como um elemento que acompanha a narrativa, dado que RPGs sãoaltamente focados na história, desde suas origens no RPG de mesa até os CRPGs maisrecentes [3]. Resumindo, a quest abordada será uma missão, ou sequência de missões, dadapor um NPC. É aqui onde entram os elementos de narrativa, pois o tipo e objetivos dessamissão dependerão das motivações do NPC que a fornece, das relações que ele possui comoutros personagens e também do conhecimento que esse NPC tem sobre o mundo do jogo.Assim, o gerador de quests funcionará da mesma forma como um gerador procedural dehistórias baseado em objetivos ou um sistema de narrativa emergent.

3.1.1 Elementos

Para representar nosso sistema, é usado uma versão simplificada do modelo criadopor Aarseth[6] para lidar com a narrativa em jogos. Os elementos que ele define em seutrabalho serão usados para classificar os componentes importantes na geração:

∙ Place (World): consiste em uma área ou local específico no mapa do jogo.

∙ Agent: é um personagem (jogável ou não) que habita o mundo do jogo.

∙ Objects: Objetos/itens.

∙ Event: Cada evento representa uma ação que um agente precisa executar.

∙ Quest: Sequência de events que leva à um objetivo.

17

4 RESULTADOS

19

5 CONCLUSÃO E TRABALHOS FUTUROS

21

REFERÊNCIAS

1 SINCLAIR, B. Gaming will hit 91.5 billion this year - New-zoo. 2015. Disponível em: <http://www.gamesindustry.biz/articles/2015-04-22-gaming-will-hit-usd91-5-billion-this-year-newzoo>.

2 HARTSOOK, K. et al. Toward supporting stories with procedurally generated gameworlds. In: CHO, S.-B.; LUCAS, S. M.; HINGSTON, P. (Ed.). CIG. IEEE, 2011. p.297–304. ISBN 978-1-4577-0010-1. Disponível em: <http://dblp.uni-trier.de/db/conf/cig/cig2011.html#HartsookZDR11>.

3 BARTON, M. Dungeons and Desktops: The History of Computer Role-Playing Games. A K Peters/CRC Press, 2008. Kindle Edition. Disponível em:<http://www.worldcat.org/isbn/9781568816319>.

4 DORAN, J.; PARBERRY, I. A prototype quest generator based on a structuralanalysis of quests from four mmorpgs. In: Proceedings of the 2Nd InternationalWorkshop on Procedural Content Generation in Games. New York, NY, USA:ACM, 2011. (PCGames ’11), p. 1:1–1:8. ISBN 978-1-4503-0872-4. Disponível em:<http://doi.acm.org/10.1145/2000919.2000920>.

5 AARSETH, E. From hunt the wumpus to everquest: Introduction to quest theory.In: Proceedings of the 4th International Conference on Entertainment Computing.Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2005. (ICEC’05), p. 496–506. ISBN 3-540-29034-6,978-3-540-29034-6. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1007/11558651_48>.

6 AARSETH, E. A narrative theory of games. In: Proceedings of the InternationalConference on the Foundations of Digital Games. New York, NY, USA: ACM,2012. (FDG ’12), p. 129–133. ISBN 978-1-4503-1333-9. Disponível em: <http://doi.acm.org/10.1145/2282338.2282365>.

7 HENDRIKX, M. et al. Procedural content generation for games: A survey. ACMTrans. Multimedia Comput. Commun. Appl., ACM, New York, NY, USA, v. 9, n. 1,p. 1:1–1:22, fev. 2013. ISSN 1551-6857. Disponível em: <http://doi.acm.org/10.1145/2422956.2422957>.

8 SMITH, A. M.; MATEAS, M. Answer set programming for procedural contentgeneration: A design space approach. IEEE Trans. Comput. Intellig. and AI in Games,v. 3, n. 3, p. 187–200, 2011. Disponível em: <http://dblp.uni-trier.de/db/journals/tciaig/tciaig3.html#SmithM11>.

9 TOGELIUS, J. et al. Search-based procedural content generation: A taxonomyand survey. IEEE Trans. Comput. Intellig. and AI in Games, v. 3, n. 3, p. 172–186,2011. Disponível em: <http://dblp.uni-trier.de/db/journals/tciaig/tciaig3.html#TogeliusYSB11>.

10 TOGELIUS, J.; PREUSS, M.; YANNAKAKIS, G. N. Towards multiobjectiveprocedural map generation. In: Proceedings of the 2010 Workshop on Procedural ContentGeneration in Games. New York, NY, USA: ACM, 2010. (PCGames ’10), p. 3:1–3:8. ISBN978-1-4503-0023-0. Disponível em: <http://doi.acm.org/10.1145/1814256.1814259>.

22 Referências

11 TAYLOR, J.; PARBERRY, I. Randomness + structure = clutter: A proceduralobject placement generator. In: ANACLETO, J. C. et al. (Ed.). ICEC. Springer, 2011.(Lecture Notes in Computer Science, v. 6972), p. 424–427. ISBN 978-3-642-24499-5.Disponível em: <http://dblp.uni-trier.de/db/conf/iwec/icec2011.html#TaylorP11>.

12 LEE, Y.; CHO, S.-B. Context-aware petri net for dynamic procedural contentgeneration in role-playing game. IEEE Comp. Int. Mag., v. 6, n. 2, p. 16–25, 2011.Disponível em: <http://dblp.uni-trier.de/db/journals/cim/cim6.html#LeeC11>.

13 ASHMORE, C.; NITSCHE, M. The Quest in a Generated World.