Dynamische Contentanpassung bei Massive Multiplayer Online Games

Transkript

1 Computer Science Joachim Fohringer / Tobias Fritsch Dynamische Contentanpassung bei Massive Multiplayer Online Games Diploma Thesis

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3 Bibliographic information published by the German National Library: The German National Library lists this publication in the National Bibliography; detailed bibliographic data are available on the Internet at This book is copyright material and must not be copied, reproduced, transferred, distributed, leased, licensed or publicly performed or used in any way except as specifically permitted in writing by the publishers, as allowed under the terms and conditions under which it was purchased or as strictly permitted by applicable copyright law. Any unauthorized distribution or use of this text may be a direct infringement of the author s and publisher s rights and those responsible may be liable in law accordingly. Imprint: Copyright 2006 GRIN Verlag, Open Publishing GmbH ISBN: This book at GRIN:

4 Joachim Fohringer, Tobias Fritsch Dynamische Contentanpassung bei Massive Multiplayer Online Games GRIN Publishing

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6 Diplomarbeit Informatik Dynamische Contentanpassung bei Massive Multiplayer Online Games Autor: Dipl. Inform. Joachim Fohringer Co-Autor / Betreuer: Dr. rer. nat. Dipl. Inform. Dipl. Kaufm. Tobias Fritsch

7 Abstract Massive Multiplayer Online Games (MMOGs) are digital games that allow a large number of players to interact and communicate in a virtual environment. Due to the different characteristics and preferences of the individual player, he (or she) can be categorized into certain player-types with a specific motivation for playing. In the course of the game, this knowledge about the player motivation can be used to dynamically adapt the game environment. To achieve this, different parts of the game content such as objects, background story or tasks, can be changed during run-time. The first part of this thesis presents an introduction to MMOGs, their possible classifications and their history. Furthermore ways to categorize players and to describe game content will be discussed. The programming aspect of this thesis shows the design and implementation of a middleware. The middleware logs player action and according to this categorizes the player into a certain player type. This is used for presenting user-specific game content. Keywords: digital games, computer games, video games, Massive Multiplayer Online Games, game content, middleware

8 Zusammenfassung Massive Multiplayer Online Games (MMOGs) sind digitale Spiele, die es einer großen Anzahl von Spielern ermöglichen in einer gemeinsamen virtuellen Umgebung zu interagieren und zu kommunizieren. Aufgrund der verschiedenen Interessen und Vorlieben der Spieler kann man sie unterschiedlichen Grundtypen mit eigenen Motivationen zuordnen. Im Verlauf des Spieles kann das Wissen über die Spieler-Motivationen genutzt werden, um die Spielumgebung dynamisch anzupassen. Hierzu können die verschiedenen Elemente des Game Contents wie z. B. Spielobjekte, Hintergrundgeschichte oder Aufgaben während der Laufzeit des Spiels in ihren Eigenschaften entsprechend geändert werden. Die vorliegende Arbeit gibt eine Einführung in MMOGs, mögliche Klassifikationen sowie ihre historische Entwicklung. Des Weiteren werden Ansätze diskutiert, um die Spieler selbst zu klassifizieren und wie Game Content beschrieben werden kann. Der praktische Teil beinhaltet den Entwurf und die Implementierung einer Middleware mit deren Hilfe die Aktionen der Spieler protokolliert und in Hinblick auf einen definierten Spielertyp ausgewertet werden können. Aufgrund der Spielertyp-Information kann den Spielern gezielt angepasster Game Content geliefert werden. Schlagwörter: Digitale Spiele, Computerspiele, Videospiele, Massive Multiplayer Online Games, Game Content, Middleware

9 Danksagung An dieser Stelle möchte ich all denjenigen danken, die durch ihre fachliche und persönliche Unterstützung zur Erarbeitung dieser Diplomarbeit beigetragen haben. Mein herzlicher Dank gilt Herrn Prof. Dr. Jochen Schiller für die Vergabe und Betreuung dieser Diplomarbeit. Besonderen Dank schulde ich außerdem Tobias Fritsch, der mich durch seine engagierte Betreuung und die sehr konstruktiven Hinweise auch in schwierigen Momenten unterstützt und motiviert hat. Des Weiteren danke ich Maike und Kevin Buchin, Heiko Gölzer, Susanne Krüger, Katrin Bohm, Andreas Müer, Sven Eulitz, Ludmila und Leonid Scharf, Claudia und Achim Zirner, Anne Hoffmann und Carsten Pfüller für die vielen Hinweise und aufmunternden Worte. Mein ganz besonderer Dank gilt meiner Freundin Angelika Eidinger für ihr Verständnis, ihre Geduld sowie ihre seelische und moralische Unterstützung. Nicht zuletzt möchte ich auch meinen Eltern für ihre Unterstützung danken und die mir gegebene Möglichkeit diesen Weg zu gehen.

10 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Einführung Massive Multiplayer Online Games Klassifizierung Historische Entwicklung Aktuelle Marktsituation Dynamische Anpassung von Content Spielertypen Game Content Netzwerkarchitekturen Client/Server Peer-to-Peer Entwurf und Implementierung Middleware für MMOGs Entwurf Anforderungen Architekturentwurf Implementierung Datenverwaltung Nachrichtensystem Evaluierung Diskussion Vergleich mit anderen Arbeiten Fazit Zusammenfassung iv

11 Inhaltsverzeichnis 6.2 Mögliche Erweiterungen Ausblick Persönliches Fazit Abkürzungsverzeichnis 98 Literaturverzeichnis 101 Software 119 Eidesstattliche Erklärung i A Bildschirmfotos ii B Client-Server-Architektur v C Kommunikationsbeispiele vi D Datenbank viii E Integration x F Verwendete Hilfsmittel xiv v

12 Abbildungsverzeichnis 2.1 Beziehungen zwischen Simulationen, VEs und Computerspielen Klassifikation von digitalen Spielen Computer- und Videospielemarkt Marktanteil nach Genre Drei Spielermärkte Spielertypen Abhängigkeitsverhältnisse der Spielergruppen erweiterte Spielertypen Aufbau Computerspiel Client-Server-Architektur Peer-to-Peer-System Architektur Middleware Schnittstellen Kommunikation zwischen Tracker, Spiel-Client und Spiel-Server Assoziationstabelle der Entitäten Player und Playertype Anzeige des Spielertyps in Stendhal A.1 Bildschirmfoto: Tennis for Two ii A.2 Bildschirmfoto: Shade ii A.3 Bildschirmfoto: Habitat iii A.4 Bildschirmfoto: Meridian iii A.5 Bildschirmfoto: Ultima Online iv A.6 Bildschirmfoto: World of Warcraft iv B.1 Typische Architektur virtueller Welten v D.1 Entity-Relationship-Diagramm viii vi

13 Tabellenverzeichnis 2.1 Attribute der drei Gaming-Paradigmen Wettstreitkombinationen Spielertypen Vergleich der Temperamenttypen Latenz und Online-Spiele mögliche Bewertung der Spieleraktionen Nachrichten vii

14 Kapitel 1 Einleitung The only legitimate use of a computer is to play games. (Eugene Jarvis) Motivation Computer- und Videospiele (zusammengefasst als digitale Spiele ) haben in den letzten 30 Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen. Frühzeitig nahmen sie eine Vorreiterrolle ein und wurden Innovationsantrieb besonders in den Bereichen Benutzeroberflächen und Ergonomie 1, Netzwerktechniken, Computergrafik und virtuelle Umgebungen (engl. virtual environments (VEs)). So finden häufig neue Erkenntnisse in der Informatik ihre erste Anwendung in digitalen Spielen (z. B. im Bereich Künstliche Intelligenz (KI) für möglichst anspruchsvolle Spielgegner 2 oder der Simulation von realitätsnahen physikalischen Modellen für realistische Spielerlebnisse 3 ). Umgekehrt haben Entwicklungen in Computer- und Videospielen auch vielfach Auswirkungen auf Wissenschaft und Wirtschaft. Kaminski, Gutknecht und Zeitner [KGZ07] nennen hierfür als Beispiel den Beitrag der Spielentwicklung für die Verbesserung des Computertomographen. Weiterhin bezeichnen sie Computerspiele als Motor für Entwicklung und meinen damit vor allem die Entwicklung von Kindern und Jugendlichen 1 vgl. [Hol03; Has03] 2 vgl. [Hol03; Jan06a] 3 vgl. [DKP01] 1

15 Kapitel 1 Einleitung in Hinblick auf einen frühzeitigen Umgang mit moderner Informationstechnologie, aber auch mögliche positive Auswirkungen auf die persönliche Entwicklung. Die für Spiele entwickelten physikalischen Modelle und Simulationen können auch in Ausbildungssimulatoren oder in der Robotik 4 genutzt werden. Beispielsweise nutzt die Trainingssimulation für Feuerwehr und Katastrophenschutz Hazmat: Hotzone [16] Programmbibliotheken des First-Person-Shooter (FPS) Unreal Tournament 2003 [14]. Interaktive Unterhaltungsmedien stellen einen großen Wirtschaftsfaktor dar. Die Budgets für die Entwicklung neuer Computer- und Videospielsoftware können mehrere Millionen Euro umfassen. Beispielsweise belaufen sich die Entwicklungskosten für Der Pate [15] von Electronic Arts auf 20 Millionen US-Dollar [Ros06]. Die teuerste deutsche Produktion mit einem Entwicklungsbudget von rund 10 Millionen Euro ist bislang Anno 1701 [44] von Sunflowers [Sun06]. Der Gesamtumsatz von PC- und Videospielen sowie Konsolen in der Bundesrepublik Deutschland betrug 2006 etwa 1,77 Milliarden Euro [Bit07]. Computerspiele stellen im Gegensatz zu typischer Anwendungssoftware für Büros wie Textverarbeitung oder Tabellenkalkulation auch in Bezug auf die Hardware hohe Anforderungen. Besonders im Bereich der Grafikkarten für Personal Computer (PC) existieren starke Wechselbeziehungen zwischen Hardund Software sowie der Computergrafik als Teilgebiet der Informatik. Spiele, die nicht allein gegen den Computer, sondern mit oder gegen andere menschliche Teilnehmer gespielt werden, sind deutlich attraktiver als entsprechende Einzelspielervarianten 5. Einer der Gründe hierfür ist, dass sich computergesteuerte und menschliche Gegner in ihrer Anpassungsfähigkeit deutlich unterscheiden. Simulierte Gegner können nur innerhalb der durch die KI gegebenen Regeln auf den Spieler reagieren. Hat dieser diese Regeln durchschaut, wird das Spiel schnell langweilig. Der Mensch hingegen kann sich immer wieder neu auf die Situation einstellen und neue Verhaltensmuster entwickeln. Ein weiterer wichtiger Grund besteht in der sozialen Komponente. Fritz und Fehr [FF98] sprechen in diesem Zusammenhang von einer Verstärkung der Wettbewerbsorientierung und der Spielmotivation in gemeinsamen Spielen mit mehreren Teilnehmern. Daher sind die meisten neu auf den Markt erscheinenden Spiele reine Mehrbenutzerspiele (Multiplayer Online Games (MOGs)) oder besitzen zumindest einen Mehrspielermodus 6. Dieser Mehrspielermodus ermög- 4 vgl. [HLN05] 5 vgl. [FF98] 6 vgl. [Jan02] 2