När det kommer till procedurell generering så är det inte First Person Shooters (FPS) somde flesta kommer att tänka på. Vi har därför genomfört en undersökning för att ta reda på vad som skiljer handgjorda banor från genererade banor när det kommer till en spelares subjektiva upplevelse inom denna genre. För att ta reda på detta så gjordes efterforskning inom level design, arkitektur från den valda eran samt diverse algoritmer för implementering av en PCG. Vi skapade en FPS tillsammans med två banor; en handgjord och en procedurellt genererad. Sedan fick ett antal testpersoner spela igenom båda och ge sina åsikter för analys. Testerna visade på att det finns ett antal utvecklingsområden som designers av PCG:er behöver tänka på om de vill komma upp i samma kvalitet som handgjorda banor är kapabla att nå. Dessa områden har kategoriserats i fyra teman: ljussättning, planlösning, kontext och geometri.

Procedurell generering är ofta använt av spelutvecklare i dagens moderna samhälle. Generellt så används procedurell generering mestadels till att generera terräng och texturer, vilket är ett välutforskat område, men det är bara början till vad det kan användas till. Därför är den här artikeln istället fokuserad på användandet av procedurell generering för att generera förmågor som kan användas till ett spel i MOBA genren, i ett försök att sprida kunskap och utveckla andra användningsområden för procedurell generering. För att utforska den möjliga metodiken till användandet av procedurell generering för att generera förmågor så dokumenterar artikeln först redan existerande metoder, sedan föreslås en ny metod för att göra upp för bristerna i den existerande metoden och slutligen så implementeras den nya metoden i en spelprototyp för att undersöka dess funktionalitet. För att validera resultaten av den nya metoden för procedurell generering av förmågor så jämförs den direkt med de redan existerande metoderna för att klargöra vad för- och nackdelarna är med den nya metoden. Resultatet av undersökningen visar att den nya metoden är långt ifrån felfri, men den är duglig nog för att vara ett alternativ till de existerande metoderna. I slutet av artikeln så tas möjligheten av att kombinera den nya och den existerande metoden för procedurell generering av förmågor upp i syfte att göra upp för varandras brister. / Procedural generation is commonly used by game developers in today's modern world. Generally procedural generation gets mostly used for generating terrain and textures, which is a well explored area, but that is merely scratching the surface of possible use cases. This article therefore instead focuses on the usage of procedural generation to generate abilities to be used in a MOBA game, in an attempt to spread knowledge and develop other use cases for procedural generation. To explore possible methodologies of using procedural generation to generate abilities this article first documents already existing methods, then proposes a new method to make up for the shortcomings in the already existing methods and finally implements the new method in a game prototype to test its viability. To validate the results of the new method for procedural generation of abilities implemented in the game prototype it is directly compared to the already existing methods to ascertain what the pros and cons are of using the new method. The results of the research show that the new method for procedural generation of abilities is not the end all solution, but it is a viable alternative to the already existing methods. To tie things up this article brings up the possibility of combining both the existing methods for procedural generation of abilities and the newly designed one in the future in an attempt to mitigate the methods shortcomings.

För att underlätta skapandet av spelbanor i spel så används ofta Procedural Content Generation (PCG). Det finns dock en stor mängd PCG-algoritmer med olika tillämpningar. Detta arbete undersöker och jämför tre algoritmer vid skapandet av 2D grottsystem utifrån kriterierna; tidseffektivitet, tillgänglighet och variation. Algoritmerna som jämförs är cellular automata, Perlin noise och Voronoi. Syftet med jämförelsen är att ge en bättre förståelse förde tre algoritmernas för- och nackdelar, med förhoppning om att underlätta valet av PCGal-goritmer i framtiden. Arbetet implementerades i spelmotorn Unity (2022a) och skrevs i C#. Kriteriet tidseffektivitet testades med hjälp av en tidtagarursklass, tillgänglighet med hjälp av en flood fill algoritm och variation med hjälp av en algoritm från Alwidian, Abu-Mansour och Ali (2012). Resultaten visade att Voronoi presterade bäst vid kriteriet tillgänglighet och variation (4x4), (8x8). Cellular automata presterade bäst vid kriteriet tidseffektivitet och variation (16x16). Perlin noise presterade varken bra eller dåligt på något test. Sammanfattningsvis presterade Voronoi bäst, därefter Perlin noise och slutligen cellular automata. / <p>Det finns övrigt digitalt material (t.ex. film-, bild- eller ljudfiler) eller modeller/artefakter tillhörande examensarbetet som ska skickas till arkivet.</p>

Voronoidiagram är en välbeprövad teknik inom många olika områden och är vanligt förekommande inom grafisk texturering men har också förekommit inom stadsgenerering som del av andra tekniker. I denna undersökning har voronoidiagram isolerats från andra erkända tekniker och använts för stadsgenerering. Syftet med arbete var att studera hur olika konfigurationer för voronoidiagram kan användas för att styra diagrammet i syfte att generera en stad med mur. Utseendet för de genererade städerna är baserat på litteratur för medeltida städer. En applikation har skapats för att kunna testa olika konfigurationer. De konfigurationer som har använts inom projektet har utvärderats baserat på deras styrkor och svagheter. Arbetets resultat presenterar utöver utvärdering av konfigurationerna också hypotetiska förändringar och nya infallsvinklar till problemet vilket är intressant för att vidare undersöka för hur voronoidiagram kan användas inom procedurell stadsgenerering.

One of the biggest industries today is the gaming industry. A multitude of games are sold each year, competing for the players’ attention and wallets. One of the common important techniques used today to produce game content is procedural content generation, where the computer generates small or larger parts of a game which often affects the gameplay experience. The purpose of this study is to design and implement a framework which can be used to evaluate and improve the procedural content generation in games, so that the gameplay experience for players in procedurally generated games can be increased. The research method used was design science, and the theories upon which the framework is built with are flow, procedural content generation and the genetic algorithm. The framework first was designed, and then implemented as an artifact in the form of a roguelike game, so that the framework’s functionality could be evaluated and validated. The game was then set up on a webpage so that anyone could contribute to the research by playing by giving feedback of how well the procedural content generation was performing in the form of a questionnaire within the game. Hence, the results of the study was twofold. The framework itself, and secondly the implementation of the framework in the form of a roguelike game. / En av de största industrierna idag är spelindustrin. En stor mängd av spel säljs varje år, vilka konkurrerar om spelarnas uppmärksamhet och plånböcker. En av de vanligaste teknikerna idag för att skapa innehåll till spel är procedurell generering där datorn genererar små eller stora delar av spelet, vilket ofta har inverkan på spelupplevelsen. Syftet med denna studie är att designa och implementera ett ramverk, vilket kan användas till att evaluera och förbättra den procedurella genereringen av spelinnehållet i spel, så att spelupplevelsen för spelare i procedurellt genererade spel kan förbättras. Forskningsmetoden som användes var design science, och de teorier som ramverket bygger på är flow, procedurell generering och den genetiska algoritmen. Ramverket designades först, och implementerades sedan som en artefakt i formen av ett rouge-likt spel, så att ramverkets funktionalitet kunde evalueras och valideras. Spelet lades upp på en hemsida, så att vem som helst kunde bidra till forskningen genom att spela och ge gensvar på hur väl den procedurellt genererade innehållet presterade. Härav så blev resultaten av studien tvåfaldig, ramverket självt, och implementationen av det i formen av ett rouge-liknande spel

Denna studie utforskar hur valet mellan två metoder för evaluering av individer i en evolutionär algoritm påverkar procedurellt genererat innehåll. Evolutionär generering är ett delområde av sökbaserad-procedurell generering som tar inspiration från verkligevolution med implementation av koncept som; ärvda egenskaper, mutation och naturligselektion. Studiens två evalueringsmetoder användes vid framställningen av spelbanor till ett imaginärt spel inom genren realtidsstrategi. Banor skapades för i teorin två spelare och visualiserade i en egenskapad testmiljö. Resultaten fastställde att valet av evalueringsmetod påverkar hur ett set av banor kan upplevas i förhållande till en spelare och till varandra. Användningen av studiens traditionella metod för evaluering resulterade i banor med mer snarlika egenskaper tillvarandra men kunde alla anses besitta balanserade förutsättningar för banornas två spelare. Användningen av studiens multiobjektiva metod för evaluering resulterade i banor mervarierande från varandra men som alla inte kunde anses besitta balanserade förutsättningarför spelare. Utifrån studiens resultat skulle en utvecklare kunna skapa en evolutionär algoritm och veta till vilken grad valet av evalueringsmetod påverkar genererat innehåll. Framtida studierskulle även från resultaten i denna studie kunna undersöka personers upplevelse vidspelsessioner med evolutionärt genererade banor jämfört med manuellt skapade banor i existerande spel. / <p>Det finns övrigt digitalt material (t.ex. film-, bild- eller ljudfiler) eller modeller/artefakter tillhörande examensarbetet som ska skickas till arkivet.</p>

Denna studie undersöker olika designval inom datorspel för att skapa intressanta och varierade nivåer som kan tilltala både erfarna spelare och nybörjare inom en av de populäraste fritidsaktiviterna i världen. Att designa en nivå i ett spel är en tidskrävande process, och ett sätt att korta ner på detta arbete är att låta en dator skapa nivåer efter specifika instruktioner, genom en process som kallas för procedurell generering. Målet med denna studie är att ta reda på vilka designval som behöver tas i åtanke för att skapa program för att procedurellt generera nivåer i spel som är anpassade efter en specifik målgrupp. Studiens forskningsfråga lyder: Vilka element krävs i ett 2D-plattformsspel för att spelare skall tycka om spelet? Samt vilka undersökta PCG-algoritmer och parameterinställningar lämpar sig för att skapa ett spel som uppfyller dessa önskemål? För att göra detta utvecklades ett datorspel som använde sig av olika former av procedurell generering. Respondenter från olika målgrupper utformade efter deras spelvanor intervjuades för att ta reda på vilka aspekter personer från varje grupp letade efter i ett datorspel, och det egenutvecklade spelet utformades efter respondenternas svar. Efter detta så fick ett större antal informanter testa spelet och svara på enkätfrågor som sedan sammanställdes och analyserades för att ta reda på vilka aspekter av spelets genererade nivåer som informanterna från varje målgrupp tyckte att datorn hade lyckats med. En del av de resultat vi fått från studien var bland annat att folk som spelar ofta blir mer motiverade av ett poängsystem än folk som spelar mer sällan, samt att alla målgrupper tyckte om en stor variation mellan nivåerna. / This study examines different design choices within computer games to create interesting and varied levels that can appeal to both seasoned gamers and newcomers in one of the most popular hobbies in the world. Designing a level is a time-consuming process, and a way to shorten this work is to let a computer create the levels based on specific instructions, through a process called procedural generation. The goal of this study is to find out what design choices that needs to be taken into account in order to create programs to procedurally generate levels in games that are tailored for a specific target audience. The research question of this study is: Which elements are required in a 2D-platforming game in order for players to enjoy it? And which of the examined PCG-algorithms and parameter settings are suitable for creating a game that fulfils these requirements? In order to do this, a computer game was developed which used various forms of procedural generation. Respondents from target audiences based on their gaming habits were interviewed in order to find out what aspects people from each group looked for in a video game, and the in-house developed computer game was designed based on the respondents’ answers. After this a larger number of people tested the game and answered a survey, which was later compiled and analysed to find out which aspects of the games generated levels that the players from each target audience felt that the computer had been successful in. A part of the results that we found in this study are among other thing that people who play games more often are more motivated by a score system than other players who play less. And that all target audiences prefer varied level design.

I have in my thesis produced a start of a multiplayer, voxel, strategy sandbox game with advanced AI. The world is made out of voxels in the form of blocks that both the players and other units can affect and change. In a world where every block follows the laws of physics for both fluids and physics. The game is designed for several players that fights for controll over land and resources. / Jag har i mitt examensarbete producerat en början av ett flerspelar, voxel, strategi och sandlådespel med avancerad AI. Världen är uppbyggd av voxlar i form av block som både spelaren och andra enheter har möjlighet att påverka och förändra. En värld där varje block följer fysiska lagar för både vätska och fysik. Spelet är designat för flera spelare som strider om områden och resurser med hjälp av sina AI kontrollerade bybor.

Spel idag kräver en enorm mängd arbetstimmar för att skapas, därför behövs alltid sätt att spara tid och automatisera processer. Algoritmer för polygoniseringen av skalärfält, som Marching Cubes, har under de senaste åren blivit ett allt vanligare tillvägagångssätt för att automatiskt generera terräng. Scenkomplexiteten och kraven för visuell kvalitet i dagens spel ökar ständigt. Därmed kommer också kravet för prestandaeffektiva renderingsmetoder. Deferred rendering är en renderingsmetod som kan hantera scener med stora mängder ljuskällor och hög scenkomplexitet samtidigt. För att undersöka integreringen mellan procedurellt skapad terräng och en deferred rendering pipeline, skapades en applikation i DirectX 11 för att undersöka implementeringen och potentiella optimeringar av denna integration. / Detta projekt handlar om slumpmässig procedurell skapning av digital terräng för bruk inom datorspel, och hur man i denna kontext kan ta nytta av en grafikmotor som använder renderingstekniken deferred rendering. / Carl Engström can be reached at: Phone: 076-102 86 00 Mail: Lemmibl@gmail.com Felix Nawrin Oxing can be reached at: Mail: felix@nawrin-oxing.se

Det här arbetet beskriver implementationen av en rytmbaserad algoritm för att procedurellt generera plattformsbanor och hur den anpassats för att passa nedåtgående spel, i syfte att undersöka vilken kapacitet det resulterande programmet har för att skapa banor som skiljer sig från varandra. Undersökningen utfördes genom att låta artefakten generera ett större antal banor och jämföra värden mellan olika rytmer. Mätvärdena som iakttogs baserades på hur mycket banorna avvek från en mittlinje och på frekvensen av banelement som innebar konsekvenser för spelaren. Resultatet av undersökningen tyder på att rytmbaserad bangenerering har förmågan att generera vitt skilda banor för nedåtgående plattformsspel och att det därför finns ett värde i fortsatt utveckling och undersökningar i form av användarstudier av hur utmanande eller underhållande banorna upplevs, samt för att utveckla algoritmen till att ha parametrar för att låta bandesigners styra hur olika rytmer kan kombineras till banor. / <p>Det finns övrigt digitalt material (t.ex. film-, bild- eller ljudfiler) eller modeller/artefakter tillhörande examensarbetet som ska skickas till arkivet.</p><p>There are other digital material (eg film, image or audio files) or models/artifacts that belongs to the thesis and need to be archived.</p>