mercredi 5 février 2014

MDA 

Une approche formelle du Game Design 

et de la recherche du jeu

Résumé

Dans cet article, nous présenterons le cadre MDA (acronyme pour Mécanique, Dynamique et Esthétique (Aesthetic, en anglais), mis au point et enseigné dans le cadre de cours sur la conception de jeux et d'atelier de Tuning (ndt : réglages) durant  le « Game Developers Conference », à San Jose entre 2001 et 2004.
Le MDA est une approche formelle pour comprendre les jeux, et tenter de combler l'écart entre la conception de jeux, son développement, son analyse critique, et la recherche technique liée au jeu. Nous croyons que cette méthodologie va clarifier et renforcer les processus itératifs des développeurs, des universitaires et des chercheurs. Elle va aussi rendre plus facile pour tous la séparation de ses éléments et son étude pour une vaste gamme de conception et de production de jeux.

Introduction

Toute production est créée avec une méthodologie de conception. Que vous fabriquiez un prototype physique, que vous conceviez une interface de logiciel, une élaboration d'arguments ou la mise en œuvre d'une série d'expériences contrôlées. Des concepts de méthodologie guident le processus de pensée créative et l'aide à assurer un travail de qualité. Plus précisément, les analyses itératives, qualitatives et quantitatives prennent en charge la conception de deux façons importantes. Ils aident à analyser le résultat final pour affiner la conception, et aide également à analyser la mise en œuvre pour affiner le résultat. En s'approchant de cette tâche de deux façons différentes, on peut envisager un large éventail de possibilités et d'interdépendances.

Ceci est particulièrement important lorsque vous travaillez avec un ordinateur sur les jeux vidéo, où l'interaction entre le code du sous-systèmes crée des comportements complexes, dynamiques (et souvent imprévisibles). Les concepteurs et les chercheurs doivent soigneusement examiner les interdépendances avant d'apporter des modifications ou changements, et les étudiants doivent pouvoir reconnaître ces applications, avant de pouvoir émettre des conclusions sur la nature de l'expérience générée.

Vers un cadre global

Le Game Design et le Droit d'Auteur se manifestent à plusieurs niveaux, et les champs de R&D du jeu impliquent la participation d'intervenants d'horizons, de capacités créatives et savantes, très diverses. Alors qu'il est souvent nécessaire de se concentrer sur un domaine, et peu importe le domaine, tout le monde devra tenir compte à un moment donné des questions qui se posent en dehors de leur domaine. Les mécanismes de base du jeu, les systèmes, les objectifs primordiaux de la conception ou le résultat désiré de l'expérience du jeu.
Les chercheurs et les codeurs d'IA ne font pas exception. Une décision apparemment sans conséquence sur les données, la représentation, les algorithmes, les outils,  le vocabulaire ou la méthode seront mis en forme au goutte à goutte en amont de la production, jusqu'à la conception du gameplay final. De même, l'expérience désirée de l'utilisateur doit être intégrée quelque part, dans le code. Comme les jeux continuent à générer des éléments de plus en plus complexes au niveau du comportement des objets et du système, l'IA et le game design fusionnent..

La cohérence systématique vient quand les conflits entre les contraintes sont atténuées, et que chacune des parties du jeu sont liées les unes aux autres dans un ensemble. Décomposer, comprendre et créer cette cohérence nécessite un voyage entre tous ces niveaux abstraits de la conception. Généralement, ce sont les transitions entre le système et le code, le contenu et l'expérience du jeu, et le retour au stade initial.

Nous vous proposons le cadre du MDA comme un outil pour aider les concepteurs, les chercheurs et les universitaires a réaliser ces étapes.

Le Cadre du MDA
Les jeux sont créés par des concepteurs, des équipes de développeurs, et consommés par les joueurs. Ils sont achetés, utilisés, et par la suite, jetés comme la plupart des autres produits consommables.
La production et la consommation de jeu

La différence entre les jeux et les autres produits de divertissements (tels que les livres, la musique, les films et les pièces de théâtre) est que leurs consommations sont relativement imprévisibles. La chaîne d'événements qui se produit pendant la pratique du jeu et le résultat de ces événements sont inconnus au moment où le produit est terminé.

Le cadre du MDA formalise et segmente en éléments distincts la consommation de jeux...
.
...et l'établissement de leurs homologues de conception.

 Les Mécaniques décrivent les composantes particulières du jeu, au niveau de la représentation des données et des algorithmes.


Les Dynamiques décrivent le comportement d'exécution des mécaniques, agissant sur les entrées et sorties des données (actions) du joueur au fil du temps de jeu.
Dishonore
L'Esthétique décrit les réactions émotives souhaitées, évoquées par le joueur, lorsqu'il interagit avec le système du jeu.


Il est essentiel dans ce cadre de comprendre que les jeux sont d'avantages des produits qu'un média. Nous entendons par là que le contenu d'un jeu a un comportement, alors que les médias comportent des éléments interactifs « verrouillés », du moins dans leurs relation au joueur.
Réfléchir aux jeux dans le cadre d'un produit conceptualisé aide à concevoir des systèmes de comportement via l'interaction. Cela prend en charge les choix plus clairs de conception, et ce, à tous les niveaux de l'analyse, l'étude et le développement.

Le MDA en détail


Le MDA comme objectif : « Schématiquement, chaque élément du cadre MDA peut être pensé comme un objectif, ou une vision du jeu. Séparés mais causalement liés ». [LeBlanc, 2004].

 Du point de vue du designer, les mécanismes déclenchent le comportement dynamique du système, qui à son tour conduit à des expériences esthétiques particulières. Du point de vue du joueur, l'esthétique donne le ton, qui découle de dynamiques observables et, éventuellement, de la mécanique utilisée.

Le concepteur et le joueur ont une perspective différente. 
Lorsque vous travaillez sur des jeux, il est utile de considérer les deux perspectives : celles du concepteur et celle du joueur. Cela nous aide à voire comment de petites modifications à un niveau peuvent agir en cascade dans d'autres niveaux. En outre, se placer du point de vue du joueur encourage la conception axée sur l'expérience (par opposition à la conception axée sur les caractéristiques du game design).

Par conséquent, nous commençons notre enquête par une discussion sur l'Esthétique, et la continuons sur la Dynamique,  puis sur les Mécaniques sous-jacentes.

L'Esthétique

Qu'est ce qui rend un jeu fun? Comment savoir quand nous le voyons qu'il va produire un type spécifique de plaisir? Parler de jeux et jouer est difficile à exprimer car le vocabulaire que nous utilisons est relativement limité. En décrivant l'esthétique d'un jeu, nous voulons aller au delà d'un vocabulaire limité comme les mots « fun » ou « gameplay ». Ceci inclut, sans s'y limiter, la taxonomie répertoriée ici :

1. Sensation Jeu comme le plaisir des sens

2. Fantasy Jeu comme semblant

3. Le récit Jeu comme drame

4. Le défi Jeu de course d'obstacles

5. La camaraderie Jeu dans le cadre social

6. La découverte Jeu avec un territoire inexploré

7. L'expression Jeu de découverte de soi

8. La présentation Jeu comme passe-temps

Par exemple, considérez les jeux comme Charades, Quake, les Sims et Final Fantasy. Alors que tous sont « fun » dans leur propre style, il est beaucoup plus instructif d'examiner leurs composantes esthétiques issues des expériences des joueurs :

Charades : Camaraderie, Expression, Défi.

Quake : Défi, Sensation, Concurrence, Fantaisie.

Les Sims : Découverte, Fantaisie, Expression, Récit.

Final Fantasy : Fantaisie, Récit, Expression, Découverte, Défi, Présentation.


 Ici, nous voyons que chaque jeu poursuit plusieurs objectifs esthétiques, à des degrés divers. Charades met l'accent sur la camaraderie, plus que sur le défi. Quake offre le défi comme élément essentiel de gameplay. Et même si il n'y a aucune Grande Théorie de L'Unification des jeux, ou une formule qui expliquerait en détail la combinaison et la proportion d'éléments qui se traduirait par le « fun », cette taxonomie nous permet de décrire des jeux, faire la lumière sur le pourquoi et le comment les jeux font appel à différents acteurs, ou mêmes aux joueurs, à des moments différents.

Modèles Esthétiques

En utilisant le vocabulaire esthétique comme une boussole, nous pouvons définir des modèles pour le « gameplay ». Ces modèles vont nous aider à décrire les mécaniques et les dynamiques du gameplay.
Par exemple : Charades et Quake sont tous les deux compétitifs. Ils fonctionnent très bien quand les différentes équipes ou joueurs sont émotionnellement impliqués pour vaincre l'autre.
Cela exige que les joueurs aient des adversaires (dans Charades, les équipes s'affrontent, dans Quake, le joueur est en concurrence avec des adversaires informatiques) et que toutes les parties veulent gagner.
Il est facile de comprendre que la prise en charge de jeux contradictoires, et un feedback énoncé clairement  pour savoir qui des joueurs gagnent sont des éléments essentiels dans les jeux de compétition. Si le joueur n'a pas accès à une information claire sur la condition pour atteindre la  victoire ou si il sent qu'il n'aura pas la possibilité de gagner, alors le jeu sera tout à coup beaucoup moins intéressant.

Modèles Dynamiques

Les Dynamiques s'efforcent de créer des expériences esthétiques. Par exemple, le Défi est créé à partir d'éléments comme le jeu de l'adversaire et la pression du temps (temps limité).

 La Camaraderie peut être encouragée par le partage d'informations entre certains membres d'une  guilde (une équipe) ou bien par des conditions qui sont difficiles à réaliser seul (par exemple la capture d'un ennemi de base).

 L'Expression vient des Dynamiques qui encouragent individuellement les utilisateurs à laisser leur marque : systèmes d'achat, de construction, ou de gagner des articles du jeu, pour la conception, la construction ou la modification de niveaux ou de mondes, et pour créer des personnages  caractéristiques et uniques.

 La Tension Dramatique vient des Dynamiques qui encouragent une montée des tensions, une libération et un dénouement.

À l'instar de l'Esthétique, nous voulons que notre discussion sur les Dynamiques soient aussi concrète que possible. En mettant au point des modèles qui anticipent et décrivent le gameplay dynamique, nous pouvons éviter certains problèmes de conception courants.
Distribution probabiliste de la variable aléatoire pour 2 dés de 6.

Par exemple, le modèle de 2 dés à 6 faces nous aidera à déterminer le temps moyen qu'il faudra à  un joueur pour progresser autour du plateau du jeu de Monopoly, compte tenu de la probabilité de divers jets.
Thermostat qui agit comme un système rétroactif.


De même, nous pouvons identifier les systèmes de rétroaction au sein du gameplay pour déterminer comment des états particuliers modifient ou affectent l'état global du jeu. Comme au Monopoly, ou les joueurs les plus riches deviennent de plus en plus riches, et peuvent pénaliser les autres joueurs avec leur taxes. Les plus pauvres des joueurs devenant immanquablement de plus en plus pauvres.

Le système de rétroaction du Monopoly.

Quand l'écart se creuse, rares sont les joueurs (ou le joueur) qui restent vraiment investis dans le jeu. L'équilibre et la Tension Dramatique sont perdus.

À l'aide de notre compréhension de l'Esthétique et des Dynamiques, nous pouvons imaginer des façons de ré-équilibrer le Monopoly. Et ce, pour qu'il soit gratifiant pour tous les joueurs qu'ils soient en retard, en préservant une distance raisonnable avec les joueurs les plus riches, ou encore en rendant la progression plus difficile pour les joueurs riches. Bien sûre, cela va peut-être influer sur la capacité du jeu à recréer la réalité de la pratique du Monopoly, mais la réalité n'est pas toujours « fun ».

Les Mécaniques

Les Mécaniques sont les actions variées, les comportements et contrôles mécaniques accordés au joueur dans le contexte du jeu. Avec le contenu du jeu (niveaux, ressources et ainsi de suite) les Mécaniques soutiennent l'ensemble des Dynamiques du gameplay.

Par exemple, les Mécaniques des jeux de cartes comprennent le mélange (battre les cartes), la pioche, les paris, où quelques autres dynamiques comme le bluff qui peuvent en émerger. Les  mécaniques des jeux de tirs comprennent les armes, les munitions et les points de respawn (résurrection) qui parfois produisent des effets comme le camper spawn (tireur embusqué près d'un point respawn). Les mécaniques du golf incluent les balles, les clubs, les fosses de sable et des points d'eau où nous risquons parfois de casser ou noyer nos clubs.

Régler les Mécaniques de jeu nous aide à affiner la Dynamique globale du jeu. Reconsidérons l'exemple du Monopoly. Les Mécaniques qui contribueraient à réduire l'écart entre les joueurs à la traîne et les joueurs les plus riches, pourraient inclure des primes ou subventions pour les joueurs les plus démunis, et des pénalités ou des taxes pour les joueurs les plus riches. Peut-être que cela pourrait être calculé lorsque vous traversez la case de Départ, en quittant la prison, ou lorsque votre capitale atteint un certain seuil de valeur. En appliquant ces changements aux règles fondamentales du jeu, nous pourrions être capable de garder l'attention des joueurs à la traîne.

Une autre solution pour gérer la durée de la Tension au Monopoly serait d'ajouter des mécanismes de temps pour accélérer le jeu. Peut-être par un appauvrissement des ressources au fil du temps avec un impôt à taux constant (afin que les joueurs dépensent plus rapidement), en doublant tous les paiements sur les impôts et taxes de luxe (afin de rapidement différencier les joueurs), ou la distribution au hasard de toutes les propriétés sous un certain seuil de valeur.

Réglages finales

De toute évidence, la dernière étape de l'analyse de notre Monopoly consiste à faire un « playtest » et à finaliser les réglages. En itérant, et affinant la valeur des pénalités, des taux de taxation ou des seuils pour avoir des récompenses ou malus, nous pourrons affiner le gameplay du Monopoly jusqu'à ce qu'il soit équilibré. 
Lors des réglages, notre vocabulaire sur l'esthétisme et nos modèles vont nous aider à articuler les objectifs de conception, discuter des défauts du jeu, et évaluer nos progrès durant nos réglages. Si nos impôts du Monopoly requièrent des calculs trop complexes, nous risquons de limiter l'investissement des joueurs qui auront des difficultés à évaluer la valeur de la trésorerie, et plus globalement, des progrès accomplis et leurs positions dans la compétition.
De même, nos modèles dynamiques nous aident à localiser d'où les problèmes peuvent provenir. En utilisant le modèle du dé de 6, nous pouvons évaluer les changements proposés, à l'échelle du plateau ou de la typographie, et par conséquent, déterminer comment ces altérations prolongent ou raccourcissent la durée d'un jeu.


Le Cadre du MDA en production

Maintenant, considérons le développement ou l'amélioration des composant de l'IA d'un jeu. Il est souvent tentant d'idéaliser les composants de l'IA, comme les mécanismes d'une boîte noire qui, en théorie, pourrait être intégrée dans une variété de différents projets avec une relative facilité. Mais comme le cadre du développement le suggère, les composants d'un jeu ne peuvent être évalués dans le vide, en dehors de leurs effets sur le système du jeu , ou sur l'expérience du joueur.

Premier Passage

Considérons à titre d'exemple, un jeu de Babysitting [Hunicke, 2004]. Votre superviseur a décidé qu'il serait bon de prototyper un jeu de base avec une IA basique. Votre joueur sera un baby-sitter, qui devra trouver un bébé et le mettre seul, au lit.

La démo sera conçue pour mettre en valeur les émotions de base des personnages (comme un bébé), pour des jeux destinés aux enfants de 3 à 7 ans.

Quels sont les objectifs esthétiques de cette définition ? L'exploration et la découverte seront probablement plus importants que le défi. Ainsi les dynamiques seront optimisées ici non pas pour « gagner » ou « relever un challenge », mais pour mettre en scène les expressions du bébé comme sa surprise, ses peurs et ses attentes.

Des cachettes pourraient être identifiées manuellement, avec des chemins d'accès entre elles, codés en dur. L'ensemble de la logique du jeu serait consacrée à s'occuper du bébé dans « les règles » et répondre à ses attentes. Les mécaniques du jeu incluraient de parler au bébé (« Je te vois! » ou « Bouh! »), de lui faire des papouilles (avec un controleur ou une souris), de le bercer et ainsi de suite.

Second Passage

Examinons à présent une variante de ce même design, conçu pour fonctionner avec une série comme Rugrats sur la chaîne pour enfants Nickelodeon, et qui vise un public de filles entre 7 et 12 ans. 
Rugrats
Esthétiquement, le jeu devrait être plus complexe. Peut-être qu'une sorte de narration doit être impliquée (nécessitant plusieurs niveaux, dont chacun représenterait une nouvelle partie de l'histoire avec des tâches connexes).

 En termes de dynamiques, le joueur pourra suivre et interagir avec plusieurs personnages à la fois. Nous pouvons ajouter des contraintes de temps mécaniques (c'est à dire mettre tous ce petit monde au lit avant 21h00), ajouter un facteur « bazar » ou surveiller les émotions des personnages (les couches sales feraient pleurer les personnages, leurs pleurs vous ferait perdre des points) et ainsi de suite.

 Pour cette conception, des données statiques ne suffiraient pas et ce serait probablement une bonne idée si ces données choisissaient elles-mêmes l'endroit où elles pourraient se dissimuler. Est ce que  chaque bébé aura des caractéristiques, des capacités ou des défis individuels ? Dans l'affirmative, comment vont-ils exposer ces différences au joueur ? Comment vont-ils évoluer, assimiler les bons comportements, interagir avec les autres bébés et le joueur ? Quelles tâches et actions seront demandées au joueur ?

Troisième passage

Enfin, nous pourrions concevoir à partir de ce jeu une véritable simulation militaire stratégique tels que Splinter Cell ou Thief. Notre public cible serait désormais masculin, entre 14 et 35 ans.
Splinter Cell
Désormais, les objectifs esthétiques s'élargiront pour y inclure un élément de fantaisie (jeu de rôle de l'élite militaire, de recherche de butin, ou chasse à l'homme) et le défi principale pourrait probablement contenir des missions annexes. En plus d'un espace plein d'intrigues et de suspense, le joueur pourrait s'attendre à coordonner ses activités avec des adversaires, mais nous aurions probablement beaucoup moins d'expressions émotionnelles. En fait, les agents devraient pouvoir exprimer la peur ou le dégoût en réaction à la présence du joueur.

 Les dynamiques pourraient inclure la possibilité de gagner ou d'acheter des armes puissantes, du matériel d'espionnage, de développer des tactiques et des techniques, pour faire des mouvement furtifs, des comportements trompeurs, pour frauder et s'évader. Les mécaniques incluraient une expansion de moyen technique, une arborescence de technologies et d'habiletés, une variété de types d'unités ennemies, et des niveaux ou des zones avec des gammes de variables de mobilité, visibilité, champs de vision, et ainsi de suite.

 Dans cet espace, les agents, en plus de coordonner les mouvements et les attaques devraient fonctionner dans un large spectre de données sensorielles. Raisonner en fonction de la position du joueur, où les intentions devraient donner des informations sur le défi, mais en favorisant leur succès global. Est ce que les ennemis seront capables de passer par-dessus des obstacles et circuler dans les terrains difficiles, ou pouvez vous « tricher » ? Est ce que la propagation sonore sera réaliste ou est ce que la base d'une distance métrique simple suffira pour gérer le son?

Pour finir

Ici, nous voyons que de simples changements dans les exigences esthétiques en matière de jeu vont entrainer des changements mécaniques de l'IA sur plusieurs niveaux. Parfois, cela nécessitera le développement de systèmes entièrement nouveaux pour la navigation, le raisonnement et la résolution des problèmes stratégiques.

 En revanche, nous voyons qu'il n'y a aucun mécanique d'IA, telle que : l'intelligence ou la cohérence qui vient de l'interaction de la logique de l'IA avec la logique du gameplay. À l'aide du Cadre MDA, nous pouvons raisonner explicitement sur les objectifs esthétiques, faire ressortir les dynamiques qui prennent en charge ces objectifs, et le champs d'application de nos mécaniques.

Conclusion

Le Cadre MDA prend en charge une approche itérative formelle pour concevoir et régler un jeu. Il nous permet de raisonner explicitement sur la conception des objectifs particuliers, et d'anticiper l'impact des changements sur chaque aspect du cadre et qui résulte de la conception et l'implémentation.

 En se déplaçant entre les trois niveaux du Cadre MDA, nous pouvons conceptualiser le comportement dynamique des systèmes de jeu. Comprendre les jeux comme des systèmes dynamiques nous aide à développer des techniques pour la conception itérative. Cela nous aide aussi à améliorer des techniques permettant de contrôler des résultats indésirables en les réglant pour obtenir des comportements souhaités.

 En outre, le MDA permet de comprendre comment les décisions formelles sur le gameplay impactent sur l'expérience de l'utilisateur final. Nous sommes en mesure de mieux décomposer cette expérience et l'utiliser comme nouveau carburant pour la conception, la recherche et l'analyse critique.

Références


Barwood, H. & Falstein, N. 2002. ìMore of the 400: 
Discovering Design Rulesî. Lecture at Game Developers Conference, 2002.
http://www.gdconf.com/archives/2002/hal_barwood.ppt 
Church, D. 1999. ìFormal Abstract Design Tools.î Game Developer, August 1999. San Francisco, CA: CMP Media. 
Hunicke, R. 2004. ìAI Babysitter Electiveî. Lecture at Game Developers Conference Game Tuning Workshop, 2004. In LeBlanc et al., 2004a.
LeBlanc, M., ed. 2004a. ìGame Design and Tuning Workshop Materialsî, Game Developers Conference 2004.
http://algorithmancy.8kindsoffun.com/GDC2004/ 
LeBlanc, M. 2004b. ìMechanics, Dynamics, Aesthetics: A Formal Approach to Game Design.î Lecture at Northwestern University, April 2004.

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