절차생성

Procedural generation
여기서 "임의 생성" 리디렉션난수를 생성하는 알고리즘은 난수 생성을 참조하십시오.
절차 생성의 한 예로서, 여기서 실제처럼 보이는 트리 모델을 생성하는 데 사용된다.결정론적 매개변수와 랜덤 시드를 모두 변경하여 다양한 모델을 생성할 수 있다.

컴퓨팅에서 절차적 생성은 일반적으로 인간이 생성한 자산과 알고리즘을 컴퓨터 생성 무작위성과 처리 능력과 결합하여 수작업과는 반대로 알고리즘적으로 데이터를 생성하는 방법이다.컴퓨터 그래픽에서는 텍스처와 3D 모델을 만드는 데 흔히 사용된다.비디오 게임에서는 게임에서 대량의 콘텐츠를 자동으로 만드는 데 사용된다.구현에 따라 절차 생성의 이점은 파일 크기가 작아지고 콘텐츠 양이 많아지며 예측성이 떨어지는 게임 플레이를 위한 랜덤성이 포함될 수 있다.절차적 생성은 미디어 합성의 한 분야다.

개요

테라겐의 절차적 풍경

절차라는 용어는 특정 함수를 계산하는 과정을 말한다.프랙탈은 종종 절차적으로 생성될 수 있는 기하학적 패턴이다.일반적인 절차 내용에는 질감과 메쉬가 포함된다.소리 또한 절차적으로 생성되는 경우가 많으며, 음악뿐만 아니라 음성 합성에도 응용이 있다.'세대 음악'이라는 용어를 대중화한 브라이언 에노와 같은 아티스트들이 다양한 장르의 전자음악 작곡에 사용해 왔다.[1]

소프트웨어 개발자들이 수년간 절차적 생성 기법을 적용했지만, 이 접근법을 광범위하게 채택한 제품은 거의 없다.절차적으로 생성된 요소가 이전 비디오 게임에서 나타났다.엘더 스크롤 2: 단검은 대부분 절차적으로 생성되는 세계에서 발생하며, 세계에 영국 섬의 실제 크기를 약 3분의 2로 부여한다.레이븐 소프트웨어의 군인은 간단한 루틴을 사용하여 적 모델들을 상세하게 묘사하는 반면, 그 속편은 무작위로 생성된 레벨 모드를 특징으로 했다.아발란치 스튜디오는 저스트 코즈를 위한 크고 다양한 세부 열대 섬 그룹을 만들기 위해 절차적 생성을 채택했다.게임스튜디오 헬로게임즈가 개발한 게임 '노맨스카이'는 모두 절차적으로 생성된 요소를 바탕으로 만들어졌다.

현대의 데모크센은 절차적 생성을 이용하여 많은 시청각 콘텐츠를 비교적 작은 프로그램으로 패키징한다.

IEEE 컴퓨터 인텔리전스 및 게임 콘퍼런스, 인공지능 및 인터랙티브 디지털 엔터테인먼트와 같은 컨퍼런스에서 매년 새로운 방법과 응용 프로그램이 제시된다.[2]

특히 재생가능성이 높은 비디오 게임을 이용한 절차 생성의 적용에서는, 절차 시스템이 탐색할 수 있는 무한한 수의 세계를 만들 수 있지만, 이를 안내할 수 있는 충분한 인적 지침과 규칙 없이 만들 수 있다는 우려가 있다.그 결과는 절차 생성으로 수천 그릇의 오트밀을 수학적으로 발생시킬 수 있지만 사용자에게 동일한 것으로 인식되고 절차 시스템이 지향해야 할 인식된 고유성에 대한 개념이 부족하다는 점에서 작가 케이트 콤프턴이 만든 용어인 "절차적 오트밀"이라고 불려왔다.[3]

현대 응용

테이블톱 역할극 게임

게임에서 절차적 생성을 사용한 것은 테이블 상판 역할 놀이 게임(RPG)의 장에서 비롯되었다.[4]선도적인 테이블톱 시스템인 어드밴스트 던전앤드래곤은 "던전 마스터"가 랜덤 다이롤을 사용하여 던전과 지형을 생성할 수 있는 방법을 제공했으며, 복잡한 분기 절차 테이블이 있는 후기 판으로 확장되었다.TSR의 면허에 따른 Strategic Simulation은 이러한 공개된 표를 바탕으로 던전을 발생시킨 컴퓨터 프로그램인 던전 마스터즈 어시스턴트를 출시했다.Flying Buffalo에 의해 출판된 Tunnels & Trolls는 주로 독방 놀이를 중심으로 설계되었으며 지하감옥에 유사한 절차적 생성을 사용했다.[5]다른 테이블 상판 RPG들은 다양한 세계 요소들을 위한 절차적 생성에서 유사한 개념을 차용했다.[6]

던전 마스터스를 위한 많은 온라인 도구들은 이제 다양한 정도로 절차적 생성을 사용한다.[citation needed]

비디오 게임

초기 역사

비디오게임 NetHack에서 절차적으로 생성된 던전 맵

그래픽 위주의 비디오 게임 이전에, 솔리테어 플레이에 채택된 던전앤드래곤스에서 직접 영감을 받은 장르인 로겔리케 게임은 테이블톱 시스템이 했던 것과 같은 방식으로 절차 생성을 많이 활용했다.그러한 초기 게임들에는 언더 애플 매너(1978년)와 이 장르의 이름인 로그(1980년)가 있다.로겔리크의 절차적 생성 시스템은 ASCII 또는 일반 타일 기반 시스템에서 던전을 생성하고 플레이어에 도전할 수 있는 방, 복도, 몬스터 및 보물을 정의한다.로겔리케스, 그리고 로겔리케 개념을 바탕으로 한 게임은 게임의 세계를 만드는 데 과도한 시간을 들이지 않고도 복잡한 게임 플레이를 개발할 수 있게 해준다.[7]

1978년 '아타리 VCS에 대한 메이즈 열풍'은 알고리즘을 사용하여 각 게임마다 무작위적이고 하향식 미로를 생성했다.[8]

어떤 게임들은 유사 숫자 생성기를 사용했다.이러한 PRNG는 미리 만들어진 것처럼 보이는 매우 큰 게임 세계를 생성하기 위해 미리 정의된 시드 값과 함께 종종 사용되었다.Sentinel은 아마 48 킬로바이트와 64 킬로바이트에 10,000개의 다른 레벨이 저장되어 있었을 것이다.극단적인 경우는 Elite인데, 원래는 각각 256개의 태양계를 가진 총 2개의48 (약 282조) 은하를 포함할 계획이었다.그러나 출판사는 그런 거대한 우주가 플레이어들에 대한 불신을 일으킬까 봐 두려워했고, 이 중 8개의 은하가 최종본으로 선정되었다.[9]다른 주목할 만한 초기 사례로는 프랙탈을 사용하여 외계 행성의 우거진 산을 절차적으로 실시간으로 만들어 낸 1985년 게임 프랙탈루스의 Rescue on Fractalus와 스크롤되는 장애물의 미로를 생성하기 위해 선형 피드백 시프트 레지스터에 의해 생성된 유사 숫자 시퀀스를 사용한 1982년의 Activision 게임 River Raid가 있다.

현대 용법

보로노이 다듬기를 사용한 절차적 질감

현대의 컴퓨터 게임은 이전의 게임과 같은 메모리 및 하드웨어 제약을 가지고 있지 않지만, 절차 생성의 사용은 각 플레이스루에서 고유한 무작위화된 게임, 지도, 레벨, 캐릭터 또는 다른 면을 만들기 위해 자주 사용된다.[10][11]

2004년에는 독일 데모 그룹에 의해 PC 1인칭 슈터 .kkrieger가 발매되었다.실행 시 수백 메가바이트의 3D와 텍스처 데이터를 생성하는 마이크로소프트 윈도용 96 킬로바이트 실행 파일에 전적으로 포함되어 있다.한 프로그래머에 따르면 "게임 쪽에서는 완전히 실패였다"고 한다."[12]

네이키드 스카이사의 로보블리츠는 절차적 생성을 통해 Xbox Live Acadio용 다운로드 가능한 50MB 미만의 파일로 콘텐츠를 극대화했다.윌 라이트의 스포어 또한 절차적 합성을 이용한다.

절차적 생성은 액션 롤플레잉 게임과 대규모 멀티플레이어 온라인 롤플레이 게임과 같은 퀘스트 기반 게임의 약탈 시스템에서 종종 사용된다.퀘스트는 고정된 보상을 특징으로 할 수 있지만, 선수-캐릭터의 수준, 퀘스트의 수준, 퀘스트에서의 성과 및 기타 무작위 요인에 근거하여 플레이어에 대해 무기, 갑옷과 같은 다른 약탈이 발생할 수 있다.이는 종종 절차적 생성 시스템이 평균보다 우수한 속성을 가진 품목을 생산했을 때 반영하기 위해 적용되는 희귀한 품질을 가진 약탈로 이어진다.예를 들어, 보더랜드 시리즈는 백만 개 이상의 독특한 총과 다른 장비를 만들 수 있는 절차적 생성 시스템에 기반을 두고 있다.[13]

많은 오픈 월드나 서바이벌 게임은 절차적으로 무작위 시드나 플레이어가 제공하는 시드로부터 게임 세계를 만들어 각각의 플레이스루가 다르다.이러한 세대 시스템은 자원, 물체, 생물의 분포와 함께 수많은 픽셀 또는 복셀 기반 생물체를 만든다.플레이어는 세계의 물의 양을 명시하는 것과 같은 몇 가지 발생 매개변수를 조정할 수 있는 능력을 자주 가지고 있다.그러한 게임의 예로는 난쟁이 요새와 마인크래프트가 있다.이러한 게임 주변의 절차적 생성의 인공물은 플레이어가 탐색할 수 있는 공간이 제한되지 않는다면 절차적 생성의 무작위성이 내용보다 더 많은 소음을 발생시키기 시작할 것이라는 것이다; 이것은 일반적인 매끄러운 트랜시(transi)가 있는 마인크래프트의 일부 초기 버전 내에서 "먼 땅"의 아이디어에서 예시된다.생물체들 사이의 tion은 hapazard 형성으로 대체되었다.[14]

절차적 생성은 우주 탐사나 무역 게임에서도 사용된다.엘리트: 위험은은하천하의 4,000억개의 알려진 별을 세계의 기반으로 사용함으로써 이러한 태양계의 행성을 시뮬레이션하기 위해 절차적 생성을 이용한다.마찬가지로, 스타 시티즌은 수공예 우주에서 행성 크기의 행성들의 집합체를 만들기 위해 행성에 이 기술을 사용한다.I-Novae Infinity는 플레이어가 우주선을 통해 이동할 수 있는 절차적으로 생성되는 다수의 행성을 특징으로 한다.아우터라 앤테월드는 절차적 생성과 실제 세계 데이터를 활용해 실제 크기의 지구 가상 복제물을 만드는 개발 중인 비디오 게임이다.No Man's Sky는 18조 개의 행성을 포함하고 있는데, 이 행성은 플레이어가 그들의 지형과 날씨, 동식물, 그리고 우주에 멀리 떨어져 있는 수많은 외계 종들을 포함하여 그들을 만났을 때 절차적으로 즉시 생성된다.이 우주는 결정론적 엔진에 단일 무작위 시드 번호를 사용함으로써 정의되며, 모든 플레이어가 동일한 장소에서 동일한 콘텐츠가 생성될 것을 보장하며, 이는 플레이어가 가상 은하 내 행성의 위치에 대한 지식만을 사용하여 발견을 공유할 수 있게 한다.[15][16]

필름

비디오 게임에서처럼 시각적으로 흥미롭고 정확한 공간을 빠르게 만들기 위해 절차적 생성이 필름에 많이 사용된다.이것은 매우 다양한 용도에서 나온다.

한 어플리케이션은 예술가들이 많은 유사한 물건들을 빠르게 생산할 수 있는 불완전한 공장으로 알려져 있다.이것은 실생활에서 어떤 두 물체도 결코 정확히 같지 않다는 사실을 설명해준다.예를 들어, 예술가는 식료품점 선반용 제품을 모델링한 다음 불완전한 공장을 만들어 선반을 채울 수 있는 유사한 물건을 많이 만들 수 있다.

매시브(MASBY)는 영화와 텔레비전의 군중 관련 시각 효과를 창출하는 데 사용되는 고급 컴퓨터 애니메이션과 인공지능 소프트웨어 패키지다.이 영화는 피터 잭슨의 반지의 제왕 영화를 위해 자동으로 수십만 명의 병사들의 전투 군대를 만들기 위해 개발되었다.[17]

일관성 있는 소음은 필름의 절차적 작업흐름에 매우 중요할 수 있다.심플렉스 노이즈는 더 적은 아티팩트로 더 빠른 경우가 많지만, Perlin 노이즈라는 오래된 기능도 사용할 수 있다.일관성 있는 잡음, 이 경우에서 부드러운 의사 난수를 생성하는 함수를 말한다.n치수

참고 항목

참조

  1. ^ Brian Eno (June 8, 1996). "A talk delivered in San Francisco, June 8, 1996". inmotion magazine. Retrieved 2008-11-07.
  2. ^ "Artificial Intelligence and Interactive Digital Entertainment". AIIDE.org. Retrieved 12 June 2016.
  3. ^ Cook, Michael (August 10, 2016). "Alien Languages: How We Talk About Procedural Generation". Gamasutra. Retrieved October 7, 2019.
  4. ^ Brown, Joseph Alexander; Scirea, Marco (2018). "Procedural Generation for Tabletop Games: User Driven Approaches with Restrictions on Computational Resources". SEDA 2018: Proceedings of 6th International Conference in Software Engineering for Defence Applications. International Conference in Software Engineering for Defence Applications. Rome, Italy. pp. 44–54.
  5. ^ ""A Chat with Ken St Andre Part 1"". YouTube.com. Retrieved 6 November 2021.
  6. ^ Smith, Gillian (2015). An Analog History of Procedural Content Generation (PDF). Foundations of Digital Games 2015. Pacific Grove, California. Retrieved October 7, 2019.
  7. ^ Hatfield, Tom (2013-01-29). "Rise Of The Roguelikes: A Genre Evolves". GameSpy. Retrieved 2013-04-24.
  8. ^ "Maze Craze". Atari Mania.
  9. ^ Francis Spufford (October 18, 2003). "Masters of their universe". Guardian.
  10. ^ Moss, Richard (January 1, 2016). "7 uses of procedural generation that all developers should study". Gamasutra. Retrieved January 1, 2016.
  11. ^ Baker, Chris (9 August 2016). "'No Man's Sky': How Games Are Building Themselves". Rolling Stone. Retrieved 9 August 2016.
  12. ^ Giesen, Fabian (April 8, 2012). "Metaprogramming for madmen". The ryg blog.
  13. ^ Kuo, Ryan (April 19, 2012). "Why Borderlands 2 Has the Most Stylish Guns in Gaming". Wall Street Journal. Retrieved April 21, 2016.
  14. ^ Peckham, Matt (8 August 2016). "NO MAN'S SKY IS WILDLY AMBITIOUS, UTTERLY VAST AND A HUGE CHALLENGE TO THE VIDEO GAME INDUSTRY'S STATUS QUO". Time. Retrieved 9 August 2016.
  15. ^ Khatchadourian, Raffi (18 May 2015). "World without end : creating a full-scale digital cosmos". Annals of Games. The New Yorker. Vol. 91, no. 13. pp. 48–57. Retrieved 5 August 2015.
  16. ^ Wilson (16 July 2015). "How 4 Designers Built A Game With 18.4 Quintillion Unique Planets". Fast Company. Retrieved 9 August 2015.
  17. ^ "About Massive". Massive Software. Retrieved 12 June 2016.

추가 읽기