Algorithmen & RNG: Wie Spiele programmiert werden

Künstliche Intelligenz macht Spiele besonders spannend

Grundlage eines jeden Spiels, sei es ein Spielautomat oder ein Computerspiel, das am PC gespielt
werden kann, ist die Interaktion zwischen Mensch und Maschine. Schon immer kam der künstlichen Intelligenz (KI) eine sehr wichtige Rolle bei Computer- und Videospielen zu. Gleiches gilt natürlich
auch für die Glücksspiele und Programme, bei denen der Anbieter ein starkes Interesse daran hat, den Reaktionen des Spielers eine adäquate Antwort zu liefern.


Um die Vorhersehbarkeit zu minimieren und einen bestimmten Schwierigkeitsgrad zu erreichen, ist ein Spiel immer mit einem Zufallsgenerator ausgestattet, der wiederum mit einem komplexen Algorithmus verknüpft sind. Jeder Spielautomat besitzt einen solchen Zufallsgenerator, der das
eigentliche Herzstück des Automaten darstellt. Hier werden die Weichen gesteuert und gleichzeitig
unterschiedliche Spieloptionen berücksichtigt. Bekannt ist der Zufallsgenerator in der Szene als RNG, die Kurzform für „Random Number Generator“.

1. KI und die Welt der Spiele

Mit immer komplexeren Regelsätzen sorgen die Entwickler dafür, dass sowohl Charaktere als auch die Spielwelt auf das Verhalten des Spielers glaubhaft reagieren. Nachgeahmt wird hier dann vor allem intelligentes Verhalten der Charaktere. Die KI ermöglicht es unter anderem, dass der Gegner im Spiel eine eigene Strategie entwickelt, die dem Können und auch der Spielweise des menschlichen Herausforderers entspricht. Da Spielwelten stetig anwachsen und komplexer werden, werden auch automatisch die Anforderungen an die KI größer.

Doch auch diffiziles Denken kann mit Hilfe solcher Games innerhalb bestimmter Parameter gefördert werden. Das vermutlich berühmteste Beispiel hierfür ist der IBM Schachcomputer, der vor über 25 Jahren den Weltmeister-Schachspieler Gary Kasparov besiegte.

Schon seit den 1980er Jahren wird die KI eingesetzt, um Einheiten oder Gegenstände bei jedem Spielstart auf der Spielfläche neu zu platzieren. Die künstliche Intelligenz sorgt dafür, dass die Glaubwürdigkeit einer Spielwelt verbessert wird.

2. RNG - ein wichtiger Eckpfeiler in allen Spielen

RNG bedeutet frei übersetzt: Eine zufällig generierte Zahl. Beinahe in jedem Spiel findet sich
ein solcher RNG wieder. Hier wird eine Vielzahl unterschiedlicher Varianten für die Dropchancen für epische Loots, kritische Trefferchancen und Schadenswerte berechnet, und natürlich auch zufällig generierte Level-Designs in diversen Spielen. RNG bestimmt somit bis zu einem gewissen Grad in jedem Game das virtuelle Leben.

Dank der zufällig generierten Spielsituationen wird der Wiederspielwert eines Spiels deutlich erhöht. Spiele wie Diablo oder Path of Exile würden ohne RNG gar nicht existieren. Niemand würde wohl Diablo über mehrere Tage spielen, wenn er bereits gleich zu Beginn alle wichtigen Gegenstände eingesammelt hätte.

Zwar sind die Dropchancen für epische Loots recht gering, doch erscheint mal der braune oder grüne Stern auf der Karte, ist jeder Spieler gleich doppelt glücklich. Vor allem aber sorgen die neu generierten Level für viel Spannung und Spaß. Dass es hier nie schnell langweilig wird, liegt am gängigen Erfolgsrezept aller Software-Entwickler: ständig für Abwechslung sorgen!

3. RNG und eSports: Warum KI nicht immer gut ankommt

Dank RNG bei eSport-Events sind wirklich spannende Momente immer garantiert. Gerade die „Big Plays“ werden oftmals durch Zufallselemente hervorgerufen. Das wiederum fördert deutlich die Emotionen der eSport-Fans.

In Sport-Simulationen aber auch zunehmend bei Fantasy-Spielen wollen Spieler eher durch ihre Skills glänzen als durch Glück.

In Sport-Simulationen aber auch zunehmend bei Fantasy-Spielen wollen Spieler eher durch ihre Skills glänzen als durch Glück.

Etwas anders wird das RNG von den Spielern selbst beurteilt, denn gerade bei Turnieren, in denen Preisgelder winken oder man sich über ESL-Punkte freuen darf, möchte natürlich kein Spieler den Ausgang dem Zufall überlassen, sondern ausschließlich durch sein Können überzeugen. Die Spieler im eSport-Bereich betrachten sich tatsächlich als Sportler und möchten durch ihre Skills wie etwa Reaktionsschnelligkeit oder Kombinationsgeschick zu den besten Spielern der Welt gehören.

BEISPIEL

Am Beispiel von Hearthstone, dem beliebten Online-Sammelkartenspiel aus dem Hause des Spielentwicklers Blizzard Entertainment, zeigt sich deutlich, dass es nicht immer möglich ist, dass ein Spieler die absolute Kontrolle behält. Hier werden Handkarten zufällig gezogen und so können selbst schlechtere Spieler gelegentlich sogar gegen absolute Profis gewinnen, wenn das Glück auf ihrer Seite ist.

Auch bei einem Ego-Shooter wie CS:GO, wo es zum größten Teil auf die Teamkoordination und die Reflexe der Spieler ankommt, kann nicht auf ein RNG-Element verzichtet werden. Hier ist die Flugbahn zumindest ein bisschen vom Zufallsgenerator ausgewählt.

4. Immer spielt der Zufallsgenerator mit

Bei einem Zufallsgenerator handelt es sich um einen Algorithmus, der zufällige Zahlen erzeugt. Benötigt werden diese Zufallszahlen in Videospielen, weil nur so zufällige Ereignisse erzeugt werden können. Gerade in modernen Spielen ist der Zufall ein sehr wichtiger Faktor:

Nur dank des Zufallsprinzips sind Spiele nicht so schnell vorhersehbar und daher
werden sie auch nicht langweilig und bleiben lange Zeit spannend, bis der Spieler letztendlich alle Muster und Optionen des Spiels kennengelernt hat und keine Überraschung mehr erwartet.

Hier muss allerdings auch noch zwischen der Software und Hardware bei den Zufallsgeneratoren unterschieden werden:

4.1 Die Software RNGs

Von den Software-RNGs werden mathematische Algorithmen genutzt. Diese generieren
dann Zufallszahlen. Außerdem initialisieren sie den Algorithmus mit einem Startwert.
Abgeleitet wird dieser von einer wiederholenden Operation im Computer. Dabei kann es sich
zum Beispiel um die Tastenanschläge, laufende Prozesse oder auch um Mausbewegungen
handeln. Je nach Programm kann es sehr komplexe Voraussetzungen geben bis ein vollständig zufälliger Startwert generiert wird.

4.2 Die Hardware RNGs

Anders als die Software RNGs benötigen die Hardware-RNGs keinen Startwert. Bei Hardware-Zufallszahlen handelt es sich nämlich nicht um berechnete Werte. Abgeleitet werden diese durch einen wiederholbaren Algorithmus.

Bei Zufallszahlen, die von der Hardware generiert sind, handelt es sich um digitalisierte Schnappschüsse von Ereignissen, die natürlich vorkommen. Weil es keinen Algorithmus und keine sich wiederholenden Zahlenfolgen gibt, können daher keine zukünftigen Zahlen vorhergesagt werden. Deshalb sind Hardware RNGs unter den Zufallsgeneratoren die sicherste Variante.

Die künstliche Intelligenz beeinflusst auch zunehmend unsere Arbeitswelt und verändert die Interaktion zw. Mensch und Produkt.

Die künstliche Intelligenz beeinflusst auch zunehmend unsere Arbeitswelt und verändert die Interaktion zw. Mensch und Produkt.

5. Zufallsgeneratoren im Casino

Bevorzugt kommen Zufallszahlengenerator bei Glückspielen wie etwa Slots zum Einsatz. Ziel ist es hier, immer ein wirklich einzigartiges Spielerlebnis zu vermitteln. Dazu wird jedem Symbol auf einer Rolle ein bestimmter Wert zugewiesen. Wenn es zum Beispiel 12 Symbole pro Rolle gibt und der
Spielautomat über 5 Walzen verfügt, dann ergibt der RNG für jede der 5 Rollen einen Wert
von 1-12.

Im Ergebnis wären es dann 5 verschiedene Symbole. Der Spieler gewinnt, wenn die 5 zufälligen Zahlen eine Gewinnkombination ergeben.

Gut zu wissen:

Oft wird vermutet, dass Casinos ihre Automaten zum eigenen Gunsten manipulieren. Wichtig zu wissen ist aber an dieser Stelle, dass die Online Casinos nicht selbst für die Spiele verantwortlich sind, sondern die Programmierung liegt hier bei den entsprechenden Softwarefirmen.

Solche Software-Häuser haben Verträge mit Spielhallen und rüsten deren Geräte mit entsprechender Software. Dabei sind die Entwickler kaum auf grafische Errungenschaften aus. Hier spielt die grafische Ausstattung der Geräte eine eher untergeordnete Rolle; vielmehr geht es um die Gewinnchancen, also um einen möglichst intelligenten und flexiblen Algorithmus des Zufallsgenerators.

6. Fazit

Anhand der o. g. Beispiele sieht man, dass es oft viel wichtiger ist, einen guten Algorithmus zu programmieren, als eine beeindruckende optische Kulisse zu erzeugen. Gerade für Spielstätten sowie Automaten- und Glücksspielanbieter kann nur ein gut durchgerechnetes Spiel für die entsprechenden Profite sorgen.

In vielen Ländern sind die Softwareunternehmen auch noch für die Verwaltung eines progressiven Jackpots verantwortlich. Solche Jackpots sind in deutschen Casinos aber inzwischen verboten.

Unser Fazit lautet also: Ohne KI, RNG und Algorithmen wäre die Spielewelt ziemlich langweilig und
würde weder für Spaß, noch Abwechslung oder gar Nervenkitzel sorgen. Lediglich im eSport-Bereich wünschen sich Spieler, dass der KI möglichst geringen Einfluss auf den Ausgang eines Spiele-Wettbewerbs hat.

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