El árbol tecnológico es una estructura que simula el proceso de desarrollo tecnológico en los juegos de forma determinista . Determina las transiciones de una tecnología a otra, más avanzada, que amplía las capacidades del jugador: le permite formar ejércitos más poderosos, construir nuevos edificios, etc. [1] [2]
El árbol tecnológico a menudo se considera un elemento fundamental en los juegos de computadora modernos, está presente en la mayoría de los juegos de estrategia [3] . Siguiendo la estrategia, muchos juegos de otros géneros comenzaron a utilizar un enfoque similar al describir el progreso en forma de estructuras gráficas , al tiempo que ampliaban el significado del concepto de "tecnología" [4] .
Matemáticamente, un árbol tecnológico suele verse como un gráfico dirigido , en el que los nodos son tecnologías y los bordes son dependencias para descubrir nuevos . Al mismo tiempo, existe una gran cantidad de formas de representar el árbol tecnológico, métodos y condiciones para descubrir nuevas tecnologías .
Hay varias formas de diseñar un árbol tecnológico, durante el cual los desarrolladores necesitan no solo construirlo, sino también resolver problemas de equilibrio del juego , coordinar con otras mecánicas del juego , diseñar inteligencia artificial y resolver otros problemas .
El árbol tecnológico cumple la función de representar la jerarquía de desarrollo histórico y es uno de los elementos centrales del juego . Si durante el diseño del juego se requiere describir la simulación histórica del desarrollo de las naciones (por ejemplo, desde la Edad de Piedra hasta la nanotecnología ), los desarrolladores pueden usar un árbol tecnológico para facilitar esta tarea. Es un conjunto de reglas que le permiten determinar el conjunto de requisitos previos que son necesarios para el descubrimiento de una tecnología particular en el juego [5] . Inicialmente, el juego parte de un estado simple y "primitivo", y luego la adquisición de nuevas tecnologías conduce a una complicación gradual, que tiene un gran impacto en la jugabilidad [6] .
El árbol tecnológico se puede usar de varias formas: son comunes los árboles de habilidades, logros, ventajas , talentos, etc.. Un árbol tecnológico se puede llamar en todos los casos cuando un jugador invierte recursos en desarrollo, ya sea construcción, entrenamiento de habilidades, investigación, y similares [7] . El descubrimiento de nuevas tecnologías se puede hacer de varias maneras: la contribución de una cierta cantidad de recursos a la ciencia, la adquisición gradual en el tiempo, con o sin elección de tecnologías objetivo por parte del jugador, etc. [6]
El árbol tecnológico durante el desarrollo del juego se considera desde dos puntos de vista: lúdico y cultural. El primero define un conjunto de reglas que afectan la mecánica del juego , mientras que el segundo relaciona las tecnologías con el contexto histórico. El concepto de tecnología aquí se interpreta ampliamente: puede ser máquinas ( máquina de vapor ), habilidades prácticas ( navegación ), ciencia ( física ), ideas abstractas y rituales ( politeísmo , filosofía ), formas de organización social ( feudalismo ) [5] .
El modo de juego está diseñado de tal manera que anima al jugador a desarrollar nuevas tecnologías, con cuyo descubrimiento tiene la oportunidad de construir nuevas unidades, edificios, etc. Sin embargo, en algunos casos, los árboles de tecnología están diseñados de tal manera. que el descubrimiento de la tecnología tiene un efecto negativo, por ejemplo, cuando después de abrir, el jugador pierde la capacidad de usar algunas de las funciones proporcionadas por otra tecnología. A veces, todas las tecnologías no se pueden abrir por alguna razón, y luego el jugador tiene que elegir entre ellas, según la estrategia utilizada [8] .
Una de las formas de juego que se considera que es la tecnología es "explorar el mundo no físico". Al ser el hombre un ser curioso, le interesa descubrir nuevos territorios tanto desplazándose por el mundo del juego como haciendo lo mismo en el espacio virtual del árbol tecnológico [8] .
Los movimientos que satisfacen la amplia definición del árbol tecnológico aparecieron inicialmente en los juegos de mesa en la década de 1970, como Dungeons & Dragons , que apareció en 1974 . El ejemplo más famoso es el juego de mesa Civilizaton .lanzado en 1980. Entre los juegos de computadora, un ejemplo es Reach for the Stars , que apareció en 1983 , en el que se hizo posible mejorar las naves espaciales mediante la investigación de tecnologías [9] . La peculiaridad de los juegos de mesa es que están limitados físicamente y es difícil usar árboles tecnológicos en ellos debido a la gran cantidad de "papeleo". Las computadoras fueron capaces de automatizar su implementación y así desarrollar el concepto, pero sin embargo, posteriormente, los juegos de computadora fueron fuertemente influenciados por los juegos de mesa [8] [10] .
El árbol tecnológico como concepto apareció por primera vez en Sid Meier's Civilization , lanzado en 1991 , donde se implementó como una mecánica de juego completa y como parte del juego. Este juego inspiró a muchos a usar el árbol tecnológico como uno de los elementos centrales del juego durante el desarrollo y, por lo tanto, popularizó el concepto, lo que tuvo una gran influencia en los juegos de estrategia posteriores. En varios casos, Sid Meier's Civilization se considera el primer juego de computadora que presenta un árbol tecnológico. La influencia de Civilization por turnos y Master of Orion resultó ser tal que pronto sus ideas se adaptaron a juegos de otros géneros. En particular, esto se reflejó en la aparición de edificios que brindan nuevas capacidades tecnológicas, reflejadas en juegos como Dune II , Warcraft: Orcs & Humans , Total Annihilation , y se convirtió en el estándar del género de estrategia en tiempo real [8] [5] .
Las ideas del árbol tecnológico se han adaptado para los juegos de rol . Sin embargo, no se centraron en ejércitos e imperios, sino en el desarrollo individual de los personajes, sus capacidades: ventajas, talentos, habilidades y similares. Ejemplos de dicho uso incluyen Star Wars: Knights of the Old Republic , The Witcher , Dragon Age: Origins , Deus Ex: Human Revolution y Skyrim [11] .
A pesar de su nombre, un árbol tecnológico no tiene por qué ser un árbol en el sentido matemático. Por regla general, un árbol tecnológico es un gráfico dirigido , en el que los nodos son tecnologías y las dependencias para descubrir nuevas son aristas. En este caso, por lo general, para poder estudiar tecnología en un nodo hijo, se requiere estudiar todo lo que son sus antepasados en relación con él. Dado que la misma tecnología no se puede descubrir dos veces, dicho gráfico debe ser acíclico . Inicialmente, el jugador tiene una pequeña cantidad de tecnologías (nodos de gráficos), y para poder abrir una nueva tecnología, el gráfico determina el conjunto de nodos necesarios para esto. Si se cumple esta condición y el jugador invierte la cantidad dada de recursos, entonces se desbloquea una nueva tecnología [5] [12] .
Por lo general, hay un borde de gráfico entre dos nodos. Pero también se pueden considerar pares con varias aristas, es decir, esquemas en los que hay diferentes formas de obtener una tecnología en particular. Los gráficos cíclicos pueden estar presentes, por ejemplo, si el jugador puede acceder a la tecnología de una manera diferente a la especificada en el árbol (por ejemplo, obtenerla desde el principio como base). También puede haber tecnologías que se superponen con múltiples gráficos acíclicos. Los árboles tecnológicos descritos son raros y sus propiedades se consideran por separado [12] .
En muchos juegos, las tecnologías se presentan en un estado binario : cada una de ellas está abierta o no. Pero esta propiedad es opcional. Por ejemplo, en Space Empires V , muchas tecnologías tienen varios niveles, y si un jugador desbloquea una tecnología, puede mejorarla aún más invirtiendo recursos en su desarrollo y, por lo tanto, aumentando su nivel. Sin embargo, a menudo el desarrollo de tales tecnologías le da al jugador solo una función, que está disponible después del descubrimiento de la primera de ellas y se mejora con las siguientes; por ejemplo, si la tecnología del primer nivel calma a un habitante de la ciudad, entonces el segundo nivel de dos, y así sucesivamente [8] .
Hay muchas maneras diferentes de organizar un árbol tecnológico. Su diversidad es tal que es difícil compilar una descripción completa de todas las ideas que alguna vez implementaron los desarrolladores de juegos. Por ejemplo, hay árboles con una ausencia total de bordes de gráficos o árboles en los que el jugador desarrolla direcciones científicas y se le proporcionan tecnologías según el estado de varias ramas. Sin embargo, los investigadores identifican una serie de aspectos característicos para describir ciertas implementaciones [11] .
Por lo general, los bordes del gráfico se utilizan para determinar el orden en que se desbloquean las tecnologías. Hay excepciones a esta regla, pero las más comunes son las semánticas "Y" y "O" . En el primer caso, es necesario abrir todas las tecnologías madre para obtener la posibilidad de desarrollar la considerada, y en el segundo caso, cualquiera es suficiente. Como regla general, si se selecciona uno de los tipos de dependencias, entonces es el mismo en todo el gráfico [11] .
La mayoría de las veces, los gráficos de árbol son fijos. Esto reduce el valor de reproducción , pero en este caso es más fácil resolver problemas durante el diseño del juego (la repetibilidad facilita las pruebas y la reconciliación del equilibrio del juego ). Como consecuencia, los árboles dinámicos son raros. Sin embargo, aunque los árboles tecnológicos son fijos, pueden ser diferentes para diferentes naciones o personajes jugables. En este caso, el valor de repetición aumenta parcialmente, ya que los jugadores pueden elegir un nuevo personaje o nación al comienzo del próximo juego. Las nuevas tecnologías de árboles dinámicos pueden aparecer como resultado de los eventos del juego, por ejemplo, cuando conoces por primera vez a algunos de los habitantes del mundo. La serie Sword of the Stars proporciona ejemplos de árboles dinámicos , donde se regeneran para cada juego. Sin embargo, estos juegos tienen un conjunto de tecnologías centrales que son fijas y el resto se genera a su alrededor [11] .
Si interpretamos las tecnologías en un sentido amplio, entonces se dividen en abstractos, "edificios" y "unidades". Los dos últimos se diferencian en que tienen un "portador", cuya creación otorga características adicionales (por ejemplo, un edificio te permite construir nuevas unidades). Los abstractos se utilizan con mayor frecuencia y amplitud en los juegos de estrategia por turnos , mientras que los no abstractos se utilizan en los juegos en tiempo real. Al mismo tiempo, pueden cruzarse, por ejemplo, si para acceder al estudio de una tecnología abstracta, es necesario construir un edificio, y después de estudiar, es posible construir nuevas unidades [13] .
Según el tipo de juegos, el tamaño del árbol tecnológico varía y puede llegar a cientos de nodos, como por ejemplo en Warzone 2100 , donde hay más de 400 [14] . Un ejemplo típico es Civilization V , donde hay 74 tecnologías en el árbol. Los árboles de habilidades suelen ser significativamente más pequeños, y esto es natural: una gran cantidad de oportunidades sobrecarga a los jugadores. El tamaño de los árboles también está limitado por el hecho de que son desarrollados por personas cuyos recursos, a su vez, son limitados. Al mismo tiempo, los árboles requieren un equilibrio del juego, cuya implementación es una tarea difícil [15] .
Los árboles tecnológicos difieren en la forma en que se aprenden. Muchos juegos usan una especie de principio binario: para la tecnología, solo es posible descubrirla o no. Al mismo tiempo, hay ejemplos en los que las tecnologías tienen varios niveles de desarrollo. Además, existen implementaciones en las que las tecnologías se pueden estudiar no secuencialmente, sino en paralelo ( Master of Orion ). Otra diferencia es la cantidad de recursos necesarios para desbloquear la tecnología. En la mayoría de los juegos, este número es fijo para una tecnología en particular, pero puede haber otras opciones. Por ejemplo, en Sword of the Stars , el jugador recibe información sobre el tiempo esperado para su descubrimiento antes de aprender la tecnología, y luego este tiempo puede resultar significativamente diferente. ¡ En Estrellas! cuantos más niveles de tecnología haya desbloqueado un jugador, más difícil le resultará descubrir otros nuevos, independientemente de la dirección del desarrollo [16] . Al mismo tiempo, no solo ciertas instalaciones de producción (resumen, por ejemplo, puntos científicos), sino también recursos raros (oro, metales, madera; Warcraft: Orcs & Humans puede servir como ejemplo ) [17] .
Por regla general, los árboles tecnológicos de las estrategias en tiempo real son más pequeños que los de las basadas en turnos. Esto se debe a varias razones. En primer lugar, las estrategias en tiempo real se centran más en el sistema de combate, las batallas y las tácticas , mientras que en las estrategias por turnos, el desarrollo estratégico y tecnológico ocupa una parte más importante de la jugabilidad. La segunda razón es que en el primero, el desarrollo se lleva a cabo a través de la construcción de edificios y la creación de unidades, mientras que en el segundo, las tecnologías abstractas son ubicuas, para cuyo uso no es necesario asignar espacio en el campo de juego. La tercera característica es que en los juegos de estrategia en tiempo real, el juego a menudo consiste en una serie de batallas o niveles en los que el jugador puede reconstruir edificios y unidades, lo cual es un nuevo desarrollo tecnológico y, por lo tanto, los árboles se usan varias veces [18]. ] . Sid Meier señala que los juegos más cortos en tiempo real también son más agotadores para el jugador. Por esta razón, debido al límite de tiempo del juego, se vuelve difícil encajar un gran árbol tecnológico en un par de horas de juego, mientras que en las estrategias por turnos un juego puede durar decenas de horas, y esto brinda oportunidades apropiadas [19] .
En los juegos de rol, los árboles tecnológicos son relativamente pequeños. Esto se debe, en particular, al hecho de que los juegos de este género se centran en la trama y la historia como una cadena de eventos, lo que forma un "pasillo estrecho" de la libertad de desarrollo del jugador. A menudo resulta que la profundidad de los árboles es pequeña. Aquí la construcción del juego tiene un impacto: si está orientado a la historia, entonces no hay necesidad de una gran cantidad de tecnologías, ya que el jugador no las conocerá de todos modos; si el juego es una caja de arena y al jugador se le da más libertad de acción, entonces los árboles tecnológicos se desarrollan mucho más. Los juegos de rol a menudo usan árboles con una tecnología de raíz única, mientras que generalmente son lineales, y se establece un árbol separado para diferentes características o tipos de personajes [18] .
Según el género, los juegos se caracterizan por el predominio del método de obtención de nuevas tecnologías. En las estrategias por turnos, se trata de una investigación abstracta, en la estrategia en tiempo real, la obtención de nuevas tecnologías se produce como resultado de la construcción de edificios y la creación de unidades, en los juegos de rol, por lo general, se logra mediante la adquisición de experiencia . El descubrimiento paralelo de tecnologías es típico de las estrategias en tiempo real, y el descubrimiento secuencial es típico de las estrategias por turnos y los juegos de rol [18] .
No existe una única forma de diseñar un árbol tecnológico. Al describir este problema, Tuur Ghys , Ph.D. de la Universidad de Amberes , lo caracteriza como un análogo del problema del huevo y la gallina : ¿debería ir primero el árbol y luego el juego debería construirse sobre su base, o es el árbol una consecuencia de el desarrollo de la mecánica del juego ? La primera forma se puede presentar como una consideración de la historia de la humanidad o parte de ella y la selección de las tecnologías más significativas de este número requerido, en base a las cuales se diseña el juego. Soren Johnson , diseñador jefe de Civilization IV describe el trabajo en este juego [5] :
Hice una lista de lo que pensé que eran los 80 inventos más importantes en la historia de la humanidad e hice todo lo posible por comprender las relaciones de causa y efecto. Escribí todos los nombres [de las tecnologías] en tiras de papel, las clavé en la pizarra y usé bandas elásticas para mostrar las conexiones. Este árbol lo revisé cada pocos días hasta que estuve satisfecho con la consistencia. … Primero construí audazmente un árbol tecnológico y luego encontré un lugar en él para todo: unidades, edificios, instituciones sociales, religiones, etc. Mi suposición era que si mi árbol tecnológico era un modelo razonable de la historia humana, cada nueva opción en el juego tendría que encajar en alguna parte.
Texto original (inglés)[ mostrarocultar] Hice una lista de lo que sentí que eran las 80 innovaciones humanas más importantes e intenté, lo mejor que pude, hacer conexiones de causa y efecto. Escribí todos los nombres en tiras de papel, las pegué a la pizarra y usé bandas elásticas para mostrar las conexiones. Volvía a visitar el árbol cada pocos días hasta que estaba satisfecho con el arreglo... Desafiantemente construí el árbol tecnológico primero y luego encontré ubicaciones para todo (unidades, educación cívica, religiones, edificios, etc.). Mi razonamiento fue que si mi árbol tecnológico era un modelo razonable de la historia humana, cada nueva opción de juego debería encajar en algún lugar. — Entrevista a Soren Johnson, abril de 2011 [5]La segunda forma es crear mecánicas básicas de juego, y luego consideramos aquellas opciones que pueden ser cualitativamente útiles para obtener una mejor jugabilidad . Bruce Shelley recuerda su experiencia trabajando en Age of Empires :
[Nosotros] comenzamos con la tecnología e intentamos adaptar el juego a ella, pero luego hicimos lo contrario y decidimos qué efectos necesitábamos para mejorar el juego. Después de eso, le dimos a los efectos nombres de tecnologías que nos parecían apropiadas.
Texto original (inglés)[ mostrarocultar] ... comenzamos con las tecnologías e intentamos adaptar el juego a ellas, pero luego cambiamos y decidimos qué efecto necesitábamos para el bien del juego. Luego asignamos lo que parecían nombres de tecnología apropiados para el efecto. — entrevista con Bruce Shelley, mayo de 2011 [5]Al mismo tiempo, Rick Goodman(diseñador de juegos de Empire Earth y Age of Empires ) describe su proceso de diseño de la siguiente manera. Primero, estudió una serie de libros y escribió muchas de las tecnologías más importantes. Luego los ordenó por importancia y entre los más importantes escogió los que encajaban mejor en el juego. Después de aplicar este enfoque, muchas tecnologías importantes no entraron en juego, pero el resultado final fue un compromiso entre los dos métodos descritos anteriormente [5] .
Durante el diseño, la complicación del árbol tecnológico genera dificultades para garantizar la calidad requerida del juego. La cantidad de opciones para el desarrollo del árbol a medida que se agregan tecnologías crece muy rápidamente y se vuelve casi imposible pasar por todas las formas de abrir el árbol. Además, si se detecta un error durante el diseño, su corrección puede conducir a una solución local del problema que se manifiesta en alguna situación. Pero debido a la complejidad, esta misma solución puede generar otro problema. Por lo tanto, para abordar estos problemas durante el desarrollo, una de las tareas importantes es crear herramientas para evaluar la calidad del árbol tecnológico diseñado. La misma manifestación de errores puede ser variada. Por ejemplo, los jugadores pueden no entender la relación entre las condiciones de apertura y la tecnología obtenida, lo que genera un efecto negativo que degrada la jugabilidad . Por ejemplo, si después de la apertura del calendario es posible construir una fábrica de comida para gatos ( ing. Cat Food Factory ), y al mismo tiempo no hay una explicación razonable para esta conexión en el juego, esto indica una mala calidad de diseño. . Otro ejemplo es la situación en la que, con conexiones locales obvias, debido a las peculiaridades del gráfico de tecnología, el jugador se pone a disposición de la unidad de combate "arquero a caballo" incluso antes del descubrimiento de tecnologías que brindan la habilidad de montar a caballo o tiro con arco. . Los jugadores también reaccionan negativamente a tales fenómenos. Otro tipo de error es la creación de dichos árboles, en los que los jugadores suelen tomar las mismas decisiones debido al hecho de que las estrategias dominantes prevalecen en el proceso del juego , lo que indica una falta de equilibrio del juego [20] .
La necesidad de introducir un árbol tecnológico y sus características vienen determinadas en gran medida por el tipo de juego que se está desarrollando y sus propiedades. Entonces, al crear un juego de disparos en primera persona , se puede plantear la pregunta sobre la necesidad de que el jugador investigue armas más poderosas, o simplemente se puede encontrar en los niveles del juego. Se puede obtener una nueva arma inmediatamente en su forma final o como resultado de mejorar una existente. Esto se puede determinar en función de la experiencia del jugador, que puede estar interesado en tales mecánicas de juego , o simplemente recorrer los niveles y destruir enemigos [21] . El siguiente paso importante es determinar el nivel inicial de desarrollo, que puede depender del escenario (por ejemplo, en Sid Meier's Civilization , estas son tecnologías prehistóricas primitivas, mientras que en el juego posterior de la misma serie, Sid Meier's Alpha Centauri , el la acción tiene lugar en el futuro) [6] . La dificultad de elegir entre demasiadas opciones al comienzo del juego puede desanimar a los jugadores y, por lo tanto, es importante dosificar esta elección correctamente, sin permitir que se convierta en un error crítico para el jugador en las primeras etapas. Durante el diseño posterior, se pueden distinguir tecnologías definitorias y no esenciales: las primeras son necesarias para completar una determinada misión, pero primero se deben descubrir varias otras tecnologías para poder abrirla. Durante las pruebas del juego que se está diseñando, se pueden agregar sugerencias al juego para ayudar al jugador a lograr elementos clave, pero al mismo tiempo, sigue siendo libre de elegir. El árbol tecnológico que se está creando puede requerir equilibrio en el juego cuando se trata de asegurarse de que el jugador siempre tenga tecnología disponible para aprender a completar misiones. De lo contrario, los jugadores se sentirán frustrados cuando no completen un nivel una vez que lo alcancen debido a problemas de diseño como este. Un ejemplo de una solución es proporcionar al jugador suficientes recursos en el mundo del juego [22] .
La inteligencia artificial (IA) diseñada de los juegos multijugador se caracteriza por analizar el estado del árbol tecnológico de los oponentes para entender las tecnologías de las que disponen y el comportamiento del enemigo (qué unidades construye, el tiempo entre ataques, medios típicos de defensa ), que le permite elegir ciertas estrategias de comportamiento. Al mismo tiempo, se analiza el desarrollo tecnológico disponible para las capacidades de juego. Por ejemplo, el reconocimiento por radar puede requerir tecnología de construcción, que es uno de los elementos de la planificación. Los algoritmos de comportamiento de la IA utilizados pueden diferir según el tipo y la complejidad del árbol tecnológico, el tamaño del mundo del juego y otros factores [23] .
Tyr Gies ha analizado los árboles tecnológicos de cuatro juegos de estrategia ( Age of Empires , Empire Earth , Rise of Nations y Civilization IV ), y según él, la tecnología más común es el monoteísmo . Algo menos populares fueron la ingeniería , la escritura , la acuñación de monedas (o " dinero "), la astronomía , el método científico y la imprenta . Por otro lado, el investigador no encontró juegos donde estuviera presente la tecnología de los textiles (así como las máquinas de hilado o hilado), lo que, a su juicio, indica la complejidad de implementar esta tecnología en las mecánicas de juego. Por esta razón, debido a las características de diseño de los juegos, varias tecnologías históricamente importantes no se incluyen en ellos [5] .
Considerando el tema del determinismo , Tyr Gies llama la atención sobre el hecho de que la implementación clásica de los árboles tecnológicos, por un lado, brinda libertad para la secuencia de estudiar tecnologías y, por lo tanto, permite que el jugador cree su propia historia, pero por otro lado , tales árboles son fijos y de facto reflejan la visión del desarrollador de la historia. En este aspecto, Soren Johnson llama la atención sobre el ejemplo de que en Civilization IV no se puede acceder a la literatura y al teatro sin aprender el alfabeto, pero históricamente no es así, si se recuerda la historia de China . Una forma de resolver este problema se presentó en Age of Empires , y la idea se desarrolló aún más en Starcraft , donde cada lado del juego tiene su propio árbol tecnológico, pero incluso con este enfoque, después de elegir una raza, su desarrollo histórico se vuelve predeterminado, y durante el diseño, cuando diferentes árboles hacen que sea más difícil resolver problemas de equilibrio del juego [5] .
Si bien los diseñadores de juegos pueden estar de acuerdo en la importancia del rol de una tecnología en particular en la historia, cuando se implementa en mecánicas de juego específicas, este rol no siempre es el mismo. Por ejemplo, obtener la tecnología "Escritura" en Civilization IV permite aprender otras tecnologías. Al mismo tiempo, en Rise of Nations , la escritura reduce el costo de estudiar nuevas tecnologías y hace posible construir un edificio “templo” ( templo en inglés ). En Age of Empires , esta tecnología tiene el efecto único de permitir al jugador compartir información con los aliados cuando comienzan a ver lo que un aliado puede ver a través de la niebla de guerra . De igual forma, estos juegos se diferencian en los efectos de abrir una tipografía. Esto demuestra que la interpretación de la tecnología y su implementación pueden variar mucho según el trabajo del diseñador del juego [5] .
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