Proseduraalinen pelikenttien generointi

Abstract

Insinöörityön tarkoituksena oli suunnitella ja toteuttaa proseduraalisesti pelikenttiä generoiva algoritmi, eli kenttägeneraattori, peliprototyyppiin sekä tutkia pelikenttien generoinnissa käytettäviä menetelmiä ja algoritmeja. Lisäksi tavoitteena oli saada hyvä yleiskäsitys proseduraalisesta sisällön generoinnista ja siihen kuuluvien algoritmien ja menetelmien määrittelystä ja vertailusta ominaisuuksien, käyttökohteiden sekä hyötyjen ja haittojen osalta.

Insinöörityön kenttägeneraattori suunniteltiin roguelike-genren peliprototyyppiin, jota kehitettiin samaan aikaan. Kenttägeneraattorin tavoitteena oli tuottaa monipuolisia, pelattavia ja mielenkiintoisia pelikenttiä ruudukkopohjaiseen peliin. Pelikentän tuli koostua sokkelon muodostavista huoneista, joiden läpi kulki reitti yhdestä sisäänkäynnistä yhteen uloskäyntiin. Toteutettuun kenttägeneraattoriin valikoitiin soluautomaattialgoritmi tuomaan haluttuja piirteitä.

Insinöörityössä tutkittiin proseduraalisen sisällön generoinnin menetelmiä ja algoritmeja ja niistä erityisesti tiettyjä valikoituja ruutupohjaisten ja tyrmätyyppisten kenttien generointiin soveltuvia algoritmeja. Tutkituista algoritmeista soluautomaattia käytettiin myös toteutetussa kenttägeneraattorissa.

Insinöörityön tuloksena toteutettiin toimiva kenttägeneraattori, joka tuotti pelattavia ja monipuolisia pelikenttiä. Soluautomaatti lisäsi positiivista monipuolisuutta osana kenttägeneraattoria, mutta vähensi myös tulosten ennustettavuutta ja vaati mukautusta huonepohjaisessa kenttägeneraattorissa ongelmien välttämiseksi.

The objective of this thesis was to design and implement a procedural level generation algorithm, or a level generator, for a game prototype, and to research algorithms and methods used in level generation. An additional objective was to gain an overview of procedural content generation and the specification and comparison of PCG algorithms and methods according to their properties, applications as well as their pros and cons.

The level generator of the thesis was designed for a roguelike game prototype, that was developed simultaneously. The goal of the level generator was to produce diverse, playable, and interesting levels for a grid-based game. A level should consist of rooms forming a maze with a route through from one entrance to one exit. Cellular automata were chosen for the implemented level generator to add the desired features.

Procedural content generation methods and algorithms were researched for the thesis, especially select algorithms suitable for generating grid-based dungeon levels. Cellular automata were chosen out of the researched algorithms to be used in the implemented level generator.

The thesis resulted in a working level generator that can generate playable and versatile levels. Cellular automata added positive variety as part of the level generator, but also reduced the predictability of the results, and required modifications in the room-based level generator to avoid problems.