游戏的概率计算研究

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游戏的概率计算研究

2024-05-28 09:47| 来源: 网络整理| 查看: 265

游戏的概率计算研究——期望

来源:GameRes游资网 发布时间: 2016-04-06 17:07:08

游戏的概率计算研究——期望

  文/破戒僧  先推荐一本书《全景游戏设计》,本文会引用书中的部分例题,展开我对游戏各种场合期望值的计算的一些不同看法,抛砖引玉,与各位探讨。  随机带来偶然性,偶然性有时候就是惊喜,最不济也是挫折,适当的挫折带给人挑战的动力,让人摆脱无聊的体验。  1.1从一个赌徒说起  1654年,法国贵族Antoine遇到了一个问题。他是一名狂热的赌徒,他曾经玩过一种赌法,掷4次骰子,赌能够至少有一次掷出6点。他从这种赌博中赚了大钱,但是他的朋友们已经厌倦了失败,并且拒绝再与他玩这个游戏。  为了找到一种新的方法来继续榨取他朋友们的钱财,他发明了一种新的玩法,并相信这种玩法与前一种拥有相同的胜算。在这种新玩法中,他掷24次骰子(每次投掷2个骰子),赌至少有一次能掷出12点(2个6点)。他的朋友们起初都对这个玩法心存疑虑,但很快就都开始喜欢上这个新游戏——因为Antoine开始飞快的输钱。Antoine感到很迷茫,因为他通过自己的计算,得出两个游戏拥有相同的胜算:  第一种玩法:掷一个骰子4次,如果至少掷出一次6,则Antoine赢。  他的理由是,单独掷一次6点的概率是1/6,因此如果掷4次骰子出6点的概率是:4x(1/6)=66%,这也就说明了他容易赢钱的原因。  第二种玩法:掷一对骰子24次,如果至少掷出一次12点,则Antoine应。  Antoine判定用一对骰子掷出12点的概率是1/36,接着他推论,掷24次骰子的概率应该是24*(1/36)=66%,与之前玩法拥有相同的胜算。  因为输了钱而茫然的Antoine给数学家帕斯卡写了一封信,希望能够得到一些建议。帕斯卡发现这个问题很有趣——当时已有的数学方法还不能回答这些问题。于是帕斯卡给费马写信寻求帮助。两人漫长的书信往来,伴随着越来越多问题的解决和相应的解决方法的不断发现,诞生了数学的新分支——概率论。  故事讲完,长话短说开始计算,顺便介绍一下Excel中容易被忽视的概率统计函数:  1)第一种玩法:掷一个骰子4次,至少掷出一次6。  这是一个成功率为p=1/6的二项分布,在excel中有2种计算方法:  方法1,使用combin组合函数,利用公式ans=c(m,n)p^n(1-p)^(m-n),先求出4次掷骰中,4次都没有6的几率,然后用1去减。  ans=1-COMBIN(4,4)*(5/6)^4*(1/6)^0=0.5177方法2,使用二项分布BINOM.DIST函数,直接求解,先求出,4次掷骰中,正好0次6的几率,然后用1去减。  Ans=1-BINOM.DIST(0,4,1/6,1)=0.5177  BINOM.DIST函数的使用说明如下:

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  Ans=1-0.482=0.52  2)第二种玩法,?掷一对骰子24次,至少掷出一次12点

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  使用同样的方法,所求结果ans=1-0.509=0.491,这就是第2种赌法,Antoine会输钱的原因。  那么Antoine究竟在哪里犯了错?掷一个骰子4次,得到6的个数期望值确实是4*(1/6),但这并不是赢的次数的期望值,因为无论在一把4次的投掷骰子时,无论是1个6还是4个6,都只能算作赢一场。  注:excel还有其它几个常用分布的计算,如泊松分布用函数Poisson,?超几何分布用Hypgeomdist。  1.2游戏中的期望值  1.2.1技能的期望伤害  同样的,在游戏里,我们也经常有意无意的犯了同样的“错”,比如下表的技能:

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  我们很容易就把这3个技能的期望值分别算出,风=100%*4=4;火球=80%*5=4;闪电球=20%*40=8。  和1.1赌博的例子类似,当被这些技能攻击的角色,生命值低于技能伤害时,会有伤害的浪费,但这部分伤害,在上一段的计算方法中,被计入了。  以双方均为20生命为例,闪电球在命中成功时,有效的伤害也只有20点而已。似乎,我们应该考虑用20作为闪电球的伤害值,来进行期望伤害的计算,20%*20=4。  期望值的计算调整为,Edam=Min(技能伤害值,目标生命值)*命中率。这也是《全景游戏设计》中介绍的方法。  在游戏的平衡设计中,我们常使用期望值来作为实际的游戏体验的——胜负——情况的参考的利器,但实际上他总与实际情况有着差异。  以技能风,伤害值4,命中率100%和闪电球伤害值20,命中率20%的2个技能比较为例,分别携带这2个技能的生命值均为hp(1



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