Game Balancing Using Game Descriptions and Arti cial Intelligence

138 Pages·2012·3.45 MB·English

Master’s thesis in the Department of Computer Science at
Freie Universit(cid:228)t Berlin
Game Balancing Using Game
Descriptions and Arti(cid:28)cial Intelligence
Spielebalancing mit Hilfe von Spielbeschreibungen und K(cid:252)nstlicher
Intelligenz
Armin Feistenauer
August 2012
Supervisor: Prof. Dr. Marco Block-Berlitz
Second Supervisor: Prof. Dr. Elfriede Fehr

Abstract
Inthispapermethodsofgeneralgameplaying,theprocessofplayingpreviouslyunknown
gameswithouthumanintervention,areappliedtosocialgamesinordertopredicthuman
playingbehaviorandusethese(cid:28)ndingstoguidegamebalancingdecisions.Toachievethis
goal a new game description language for social building simulation games, called Wooga
GameDescriptionLanguage(WGDL),hasbeenintroducedinthisthesisandaprototype
of a balancing tool playing these game descriptions has been implemented. To improve
the results of the automatic game play several enhancements to the established search
algorithm, called Monte Carlo Tree Search (MCTS), have been proposed and evaluated.
The division of a game into several sub-games played consecutively improved the quality
of the results by 35%, while the introduction of human knowledge about game moves by
categorizing them increases the results by 23%. A comparison with human player data
showsthattheprototypeisinsomecasesintheregionofhumanplayersbutdoesnotyet
consistently outperform most of them. Therefore, the approach analyzed in this thesis is
promising, but has yet to be optimized for application in game development.
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Abstract (German)
In dieser Arbeit werden Methoden des General Game Playing, das ist das automatisierte
Spielen vorher unbekannterSpiele ohne menschlicheHilfe, auf das Spielen von Social Ga-
mesangewandtummenschlichesSpielverhaltenvorherzusagenunddieseErkenntnissef(cid:252)r
das Balancing der Spiele zu verwenden. Um dieses Ziel zu erreichen wurde im Rahmen
dieser Masterarbeit eine neue Spielbeschreibungssprache, die Wooga Game Descripti-
on Language (WGDL), entwickelt. Ein Prototyp eines Spielebalancing-Tools, welcher in
WGDLbeschriebeneSpieleautomatisiertspielenkann,wurdeimplementiert.UmdieEr-
gebnisse des automatisierten Spielens zu verbessern wurden mehrere Erweiterungen f(cid:252)r
den etablierten Suchalgorithmus, die Monte Carlo Baumsuche (MCTS), entworfen und
evaluiert. Die Aufteilung eines Spiels in mehrere Teilspiele, welche nacheinander gespielt
werden, hat die Qualit(cid:228)t der Ergebnisse um 35% verbessert. Das Einf(cid:252)gen menschlichen
Wissens (cid:252)ber Spielz(cid:252)ge, durch die Aufteilung derer in verschiedene Kategorien, bewirkte
eine Verbesserung um 23%. Der Vergleich der Prototypergebnisse mit Spieldaten von
menschlichen Spielern zeigt, dass er unter gewissen Bedingungen auf einem Niveau mit
diesen ist aber sie noch nicht kontinuierlich (cid:252)bertrumpfen kann. Der hier analysierte
Ansatz ist daher vielversprechend, muss vor der praktischen Anwendung f(cid:252)r das Spiele-
balancing aber noch verbessert werden.
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Acknowledgements
Before continuing with my thesis I want to thank some people that helped me write it
during the last six month.
First of all I want to thank my supervisor Prof. Dr. Marco Block-Berlitz for his support
and feedback and especially for getting me started with a clear structure early on. That
helped a lot.
For her continuous support with a product managers perspective and for proof reading
this thesis I would like to thank Alena Delacruz. Also at Wooga I want to thank Jesper
Richter-Reichhelm for his engineering and game industry perspective, the feedback on
my thesis and for supervising me at Wooga for the last months. This thesis would not
have been possible without both their encouragement and support.
I am grateful to my fellow colleagues at Wooga, the thesis writing students as well as my
team, the game eight team, and the people at the magic land team.
For bringing Wooga to my attention and bringing me on board I would like to thank
Anne Seebach.
Last but not least I owe my deepest gratitude to my girlfriend Isabel who supported me
while I was occupied with this thesis.
Armin Feistenauer
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Eidesstattliche Erkl(cid:228)rung
Ich versichere hiermit an Eides statt, dass diese Arbeit von niemand anderem als meiner
Person verfasst worden ist. Alle verwendeten Hilfsmittel wie Berichte, B(cid:252)cher, Internet-
seitenoder(cid:228)hnlichessindimLiteraturverzeichnisangegeben,ZitateausfremdenArbeiten
sindalssolchekenntlichgemacht.DieArbeitwurdebisheringleicheroder(cid:228)hnlicherForm
keiner anderen Pr(cid:252)fungskommission vorgelegt und auch nicht ver(cid:246)entlicht.
Berlin, den 09.08.2012
Armin Feistenauer
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