自动、受控和随机:生成艺术游戏简史(上)

作者:CoryluS
2024-01-04
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前言

生成艺术游戏是一种将程序化内容生成(Procedural Content Generation,PCG)方法应用于游戏艺术性内容的类型,能够充分结合游戏的玩法与机制,自动随机产出美术、音乐、叙事等内容。近二十余年来,生成艺术游戏的科技和审美属性备受瞩目,涌现出《矮人要塞》(Dwarf Fortress)、《我的世界》(Minecraft)、《无人深空》(No Man's Sky)等经典作品。

不过,由于程序化内容生成通常被视为游戏开发工具,生成物也往往被归为技术物而非艺术品。可是,当实际游玩程序化内容生成游戏时,我们确实会感受到一些难以言说的审美体验:会因数以亿计的程序生成星球而震撼,也会为像素方块随机堆砌的山峦美景倾倒。这种非同寻常的体验,本就与技术物本身的科技属性,及其表现形式的审美属性密不可分。

《我的世界》:生成系统随机创造的地貌地形,
种子 119.746939950032865412 (-534,139,4)和 110.-8496124487334014522(Spawn)[1]

本文尝试解析游戏中程序化内容生成的起源和演变,通过发展历程理解其机制和特征,探索游戏程序化内容生成蕴含的技术内涵,识别生成艺术游戏如何呈现艺术价值的美学路径,为生成技术的艺术性提供一种可能的释义方向。希望能对更好地理解生成技术在游戏领域的内涵和价值有所帮助。

一 、游戏的程序化内容生成

电子游戏主要依托计算机开发,因此,计算机的更迭自然会影响游戏的玩法机制与风格形式。

1970 年,数学家约翰·霍顿·康威(John Horton Conway)用计算机编写了一个名为《康威生命棋》(Conway's Game of Life)的自动生成程序,朴素地模拟生命演化的过程和结果。程序会逐秒检验各个细胞(像素点)与周围细胞的数量关系,并改变其存活状态(即像素点的有无),最终,所有细胞会趋于稳定,生成一幅随机图像。该程序的演化过程和生成结果具备一些基础的游戏交互属性,其浓厚的生死哲学,也为一众理工学者和游戏开发者津津乐道。[2]

《康威生命棋》的加速演示:构成 CORYLUS 字样的细胞不断发生交互,随着时间流逝,最终残留下一些点阵符号。我们那看似复杂的生命,是否也能够简化为一组算法呢?
游戏地址:https://playgameoflife.com/

《康威生命棋》揭开了游戏领域的自动生成程序革命。随着计算能力和网络技术的发展,程序算法逐渐参与到内容生产过程中。这种使用程序进行内容生成——即程序化内容生成的趋势为游戏领域提供了启示:其一,降低人力在重复性工作上的投入,减少开发负担,将有限的生产力分配给更重要的创意类内容;其二,创造新的游戏类型或设计趋势——借助计算机的算力优势,为视觉内容、文本内容、玩法机制赋予随机性、独特性特征,丰富游戏的层次感。

从《地牢》(The Dungeon / Pedit5,1975)[3]、《DND》(1975)[4]、《阿凡达》(Avatar,1979)[5]等游戏开始,开发者们普遍在道具数值、怪物生成位置、冒险奖励等 RPG 元素中加入随机性成分,鼓励玩家收集、养成,反复克服游戏的随机变量因素。但是,这类游戏的随机性主要表现在物品和角色属性的数值浮动,本质只是游戏机制的附属。

1978 年,由盖瑞·J·夏侬(Gary J. Shannon)开发的 Apple II 游戏《巨龙迷宫》(DragonMaze)[6]将程序化内容生成作为游戏核心机制的主体,首创随机生成迷宫的玩法。进入游戏后,系统将生成一个随机迷宫,随后关闭内墙的显示,迫使玩家操作绿色方块在黑暗中探索,前往缺口处(出口)。探索的同时,玩家需要躲避不断移动的巨龙(红色方块),如果不幸与巨龙相遇,游戏立即结束。

《巨龙迷宫》的加速演示:如果玩家方块前行受阻,画面上会显现出阻碍前进的迷宫墙壁[7]

受《巨龙迷宫》随机生成机制的启发,罗伯特·克拉迪(Robert Clardy)于同年制作的《地牢战役》(Dungeon Campaign)[8]在随机生成迷宫的基础玩法上更进一步:添加一系列 RPG 要素,提升随机迷宫的数量,甚至设置了楼梯和陷阱等装置,允许玩家通过随机分布的触发事件在四个迷宫中越层穿行。

《地牢战役》的加速演示:游戏保留《巨龙迷宫》的探索机制和躲避玩法,且拥有更丰富的探索、战斗事件[9]

新颖的游戏玩法和机制鼓舞着开发者们在随机性内容上耕耘。1980 年,米歇尔·托伊和格伦·魏希曼在 Unix 环境开发的《Rogue》进一步探索了程序化内容生成的可能性。游戏中,玩家将通过字符构成的隧道,穿梭于大小不一的房间,收集物品、击败怪物,最终找到目标宝物“Yendor 的护符”。[10]

《Rogue》的单局演示:玩家“@”穿越多个狭长通道,在第三个房间碰到了怪物“K”(Koblod,地精),一番追逐后,玩家被迫与“K”对决,艰难取胜时却被突然出现的怪物“S”(Snake,蛇)补刀,最终惨死在地牢/GIF 图录自《Rogue》的现代计算机重新编译版,其源代码来自于 1981 年版本。
下载地址:https://yukkurigames.com/pphs/

房间数量、通道走向、物品和怪物的位置……《Rogue》中的大多数预置要素都由程序随机生成。这种高度随机性、自动化的游戏内容奠定了程序化内容生成游戏的基本概念——即游戏的机制、玩法将以随机结果为导向,为玩家提供可重复探索的内容。像《迷宫骇客》(NetHack,1987)[11]、《神秘古域》(Ancient Domains Of Mystery,1994)[12]等游戏,以及《暗黑破坏神》(Diablo)[13]、《不可思议迷宫》(Mystery Dungeon)[14]等系列,均通过在不同方向进一步设计随机差异内容(如地形、资源数量等预置元素),丰富玩家的游戏体验。

《迷宫骇客》和《神秘古域》的截图,可以很明显地看到其形制与《Rogue》类似

我们可以从相关作品中截取一些明显的互通特征进行概括:程序化内容生成游戏通常具有自动化的执行程序,并会生成随机结果。这同时引申出新的问题:如果不对游戏的生成系统加以控制,任其肆意发挥,那么生成物很可能在数量和质量上脱离设计预期;而当各种混乱的生成物被毫无规则地放置在同一个空间,游戏的玩法与机制也很难一以贯之,从而破坏玩家的游戏体验。

因此,在随机和自动之外,游戏的生成系统应当受到控制——即遵循提前拟定的规则,于限定范围内引导程序生成内容。在预设规则下约束生成的随机性,可以保证让游戏具有丰富性和多样性的同时,生成符合预设目标的内容。程序化内容生成游戏的三大核心特征因此确立——自动、受控和随机

以《Rogue》为例,游戏的自动生成程序创建了大小不一的房间,长度、走向各异的通道,不同的怪物(护符)数量和位置等随机内容,而这部分无需玩家参与。同时,自动生成程序符合某种受控型规则——每层房间的数量限定为 9 个;每个房间的大小为 4x4 到 25x7 之间,且只有一个房间存在通往下一层的楼梯;房间的陷阱数量与玩家等级挂钩——以确保游戏的随机内容按照预设方向生成[15]。如果房间过大,将会挤压其余 8 个房间的占位,影响其它预置要素的生成;如果房间数量过少,玩家将被迫在空无一物的链接通道中穿行,削弱游戏的探索玩法……每一种随机变量必须符合受控型规则,才能确保开发者的预期顺利实现。

使用程序生成游戏内容并不是对新兴自动化技术的盲目追崇,而是能够切实降低开发成本,增加游戏的可重玩性。如今,大型开放世界、Roguelike 、沙盒和地牢探索等游戏类型,已经普遍将程序化内容生成作为重要设计工具。不仅如此,程序化内容生成似乎有潜力超越其工具属性,进而在艺术层面展现出一定美感。

二、程序化内容生成的技术美学内涵

游戏的程序化内容生成蕴含怎样的艺术价值?要理解其背后的成美路径和审美性,我们需要暂缓游戏相关的延展,了解一下 20 世纪关于技术美学(Techno-Esthétique)的学术讨论。

工业革命后,科技与艺术相互影响、借鉴,带来了技术物和艺术品的定义边界问题。本雅明认为,机械复制解脱(Détacher)了艺术作品的即时即地性(hic et nunc),使其不再关联于宗教的膜拜价值,而是与机械复制的展示价值相捆绑。[16]复制技术所生产的技术物,一方面削弱了艺术的门槛,一方面异化了人与社会的关系,导致传统艺术品的独特美学意蕴——“灵韵”(Aura)随着复制技术的广泛运用而消失。

为了明晰本雅明的理论所引发的边界讨论,并消解技术形式与文化形式的隔阂,20 世纪的众多技术美学学者对技术物潜在的美学内涵进行探索,分析技术物产生审美价值的可能性,试图维持科学发展情态下文化与技术之间的平衡关系。

吉尔伯特·西蒙栋(Gilbert Simondon)在 1958 年的著作《论技术物件的存在模式》(On the Mode of Existence of Technical Objects)中讨论了技术物件的审美性,并提供了具体实现方式,阐发了对技术物审美性的观点。他认为,技术物件展现美的路径与其在世界中发生的特异、与众不同的遭遇相关。美的技术物件就像是一个镶嵌在世界中的饰物——“嵌饰”(Insertion),而人们通过技术教育,便可以理解技术物件的内容与内涵,知晓其与情景的交互关系,从而理解它镶嵌于物理世界的状态,由此知晓技术物的艺术性。

例如,在小朋友眼中,山峰上的信号塔只不过是多个钢管搭建的大钢柱而已。但经过技术教育后,我们便可知道信号塔能发射用于通讯的电磁波,“与看不见摸不着,同时又现实、真切地进行着的通讯活动相关联”[17]。而山峰与山谷之间起伏的动势又恰巧和电磁波的波形彼此映照,油然生出万物自化的美感。

这种感知技术物之美的方法同样有助于理解程序化内容生成游戏的美学内涵。Maxis 开发的《模拟地球:生命星球》(SimEarth: The Living Planet,1990)[18]通过宏大的随机生成情景,叙述世界的演化进程:玩家可以改变星球的降雨量、板块构造、基因突变频率等,甚至可以发起陨石撞击事件,随后,这些交互事件将影响星球生态的演化过程,生成不同的结果。

DOSBox 模拟器上运行的 1990 年《模拟地球:生命星球》游戏截图[19]:各像素块象征着星球生态圈中的要素,左侧的交互栏中包含多种事件,能够影响星球生态圈的形态

通过学习游戏的玩法机制和符号意义,玩家将知晓像素块和事件指令的含义:像素块代表星球生态圈的各种要素,其变化过程映照地球生物圈中生物和生态环境间紧密相连的调节关系,而游戏本身是对自然界本末相顺的演化模拟。随着体验的深入,玩家能够感知生成系统和世界之间的彼此映照,从而体会《模拟地球》生成系统的天机云锦。

但在上述程序化内容生成的经典游戏中,受控型规则、自动生成程序、随机内容只体现在与游戏性相关的内容上。虽然我们可以在随机地牢中体验未知恐惧,感知星球生态模拟程序与大自然演变历程的奇妙吻合,但这些游戏性内容的技术美感往往需要前置叙事情景推动,其美的表达太过曲折、被动。倘若在不告知游戏背景的前提下,我们难以知晓生成物与情景的交互关系,自然无法从抽象的、生硬的程序符码中收获美的体验。

那么,程序内容生成是否能够应用在游戏的艺术性内容中——如美术、音乐、剧情等领域——更为直观地向我们传递美的感受?正如 18 世纪在西欧文人雅客间风靡的音乐骰子游戏(Musikalisches Würfelspiel,1757)——音乐家们根据掷骰点数,在预设好的规则表中选择对应乐段,组合成随机曲子——通过引入随机性,让大众享受艺术的美感。

现代程序对莫扎特音乐骰子游戏的复现:游戏的规则表包括 176 个乐段,理论上能够产生 4 亿亿首小步舞曲和 2 万多亿首三重奏
游戏地址:https://www.pianoabrsm.com/mozart-dice-game

在内容随机的前提下,音乐骰子游戏的乐段骨架保留了小步舞曲、三重奏的曲式结构,直观地表现乐曲旋律的斑斓色彩。虽然音乐骰子游戏不包含现代意义的自动化程序,但其预设乐段规则书对应程序化内容生成的受控型规则,乐段的随机组合能够生成艺术性的随机内容,因此符合艺术性内容生成的过程和特征。这也表明,游戏的程序化内容生成在艺术内容创作的直观呈现方面具有可行性。

无论是艺术还是游戏,程序化内容生成的自动、受控和随机特征,似乎从来不拘泥于概念自身的外在表现和适配形式。既然如此,我们或许能从近代以来的一些艺术、游戏、科技相结合的案例中,窥见游戏的随机生成机制与艺术内容相互融合的端倪。


参考资料:
[1]:https://www.bilibili.com/video/BV1BX4y1h7Dn/
[2]:https://www.artnome.com/news/2020/7/12/the-game-of-life-emergence-in-generative-art
[3]:https://en.wikipedia.org/wiki/Pedit5#
[4]:https://en.wikipedia.org/wiki/Dnd_(1975_video_game)
[5]:https://en.wikipedia.org/wiki/Avatar_(1979_video_game)
[6]:https://www.mobygames.com/game/146381/dragon-maze/
[7]:https://www.youtube.com/watch?v=P7-PNdthkDw
[8]:https://indienova.com/crpg/page/40
[9]:https://www.youtube.com/watch?v=TxnyybrW6ak
[10]:https://zhuanlan.zhihu.com/p/265075879?utm_id=0
[11]:https://en.wikipedia.org/wiki/NetHack
[12]:https://en.wikipedia.org/wiki/Ancient_Domains_of_Mystery
[13]:https://en.wikipedia.org/wiki/Diablo_(video_game)
[14]:https://en.wikipedia.org/wiki/Mystery_Dungeon
[15]:https://www.maizure.org/projects/decoded-rogue/index.html
[16]:贺婧.对“灵晕”的呼应:数字复制技术时代的艺术 从本雅明到斯蒂格勒[J].新美术,2020,41(10):24-25.
[17]:朱恬骅.西蒙栋“技术美学”评析[J].自然辩证法研究,2018,34(05):37.
[18]:https://en.wikipedia.org/wiki/SimEarth
[19]:https://www.youtube.com/watch?v=3O_yXk8A98U


封面:DOSBox 模拟器上运行的《模拟地球:生命星球》(1990)
图片:如无特别说明,文中图片均来自游戏截图
*本文内容系作者独立观点,不代表 indienova 立场。未经授权允许,请勿转载。

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CoryluS 

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  1. 很及时的文章,对于正在写相关项目的我来说

    • CoryluS 2024-01-04

      @勤劳勇敢的玩家:抛砖引玉啦 希望项目顺利~

  2. 奶油菠萝冻 2024-01-04

    写的很不错,感谢分享。顺手催一波后续~

    • CoryluS 2024-01-05

      @奶油菠萝冻:谢谢鼓励!应该很快就会看到下篇啦

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