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研究生: 楊雅茹
Yang, Ya-Ju
論文名稱: 以演化演算法設計卡牌遊戲之組牌策略:以 Legends of Code and Magic 為例
An Evolutionary Algorithm for Deck Building in Collectible Card Games: A Case Study of Legends of Code and Magic
指導教授: 蔣宗哲
Chiang, Tsung-Che
口試委員: 陳穎平
Chen, Ying-Ping
丁川康
Ting, Chuan-Kang
蔣宗哲
Chiang, Tsung-Che
口試日期: 2021/07/27
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 資訊工程學系
Department of Computer Science and Information Engineering
論文出版年: 2021
畢業學年度: 109
語文別: 中文
論文頁數: 43
中文關鍵詞: 演化演算法集換式卡牌遊戲牌組建立
英文關鍵詞: Collectible Card Games, Deck Building, Legends of Code and Magic
DOI URL: http://doi.org/10.6345/NTNU202101336
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:163下載:32
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  • 遊戲人工智慧的研究非常熱門,其中有許多卡牌遊戲的相關研究,像是著名的爐石戰記 (Hearthstone)和魔法風雲 (Magic: the Gathering)。本研究挑選了一款Legends of Code and Magic (LoCM) 卡牌遊戲,LoCM分為選牌與戰鬥兩階段,指定兩位玩家進行對戰,先將對手英雄血量歸零則獲勝。 LoCM在2019年IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC) 和IEEE Conference on Games (COG) 被接受議題研究及舉辦競賽。
    本研究只專注於選牌部分,建立一個自動選牌的策略,戰鬥方法則取用COG 2020 第二名及第四名的方法。文中提出三種選牌法,直接評分法、屬性評分法與屬性牌型評分法,並搭配兩種演化演算法。另外,進行個體適應值穩定度分析,探討遊戲場次數量不同帶來的影響,而大量的遊戲會帶來龐大的計算成本,因此,針對遊戲進行平行化處理,大幅減少計算時間。
    在傳統的卡牌遊戲中,牌型是組建牌組相當重要的因素,牌型之間存在著相互剋制的關係,選擇對的牌型剋制敵方在遊戲中有非常佔優勢,因此,文中分析不同選牌法的牌型及選牌時帶來的優、缺點。最後,與COG 2020的前六名玩家進行對戰排名。

    第一章 緒論 1 1.1研究背景與動機 1 1.2 Legends of Code and Magic (LoCM) 2 1.2.1選牌階段 2 1.2.2戰鬥階段 2 1.2.3卡片介紹 3 1.2.4戰場介紹 5 1.3研究目的 6 第二章 文獻探討 7 2.1演化演算法 7 2.1.1基因演算法 7 2.1.2差分進化演算法 8 2.2 LoCM遊戲相關論文 9 2.3其他卡牌遊戲相關論文 11 第三章 研究方法 13 3.1使用演化演算法產生LoCM遊戲選牌策略 13 3.2直接評分法 14 3.2.1編碼 14 3.2.2解碼 14 3.3屬性評分法 15 3.3.1編碼 15 3.3.2解碼 15 3.4屬性牌型評分法 16 3.4.1編碼 16 3.4.2解碼 17 3.5適應度計算 17 3.6基因演算法操作 18 3.6.1初始化族群 18 3.6.2親代選擇 18 3.6.3交配 18 3.6.4突變 18 3.6.5環境選擇 19 3.7差分演化演算法操作 19 3.7.1初始化族群 19 3.7.2突變 19 3.7.3交配 19 3.7.4環境選擇 19 第四章 實驗結果與分析 20 4.1遊戲環境安裝 20 4.1.1LoCM遊戲環境建置 20 4.1.2遊戲相關參數設定 21 4.1.3演算法與遊戲主引擎串聯 24 4.1.4平行化 25 4.2比較演算法 26 4.3實驗結果與分析 27 4.3.1基準演算法比較 (Coac vs. ReGr) 29 4.3.2直接評分法 vs. 屬性評分法 30 4.3.3搜尋演算法比較 33 4.3.4適應值穩定度分析 34 4.3.5牌型分析 35 4.3.6屬性牌型評分法 36 4.3.7先、後手分析 39 4.3.8演算法整體效能比較 40 第五章 結論與未來展望 41 參考文獻 42

    [1] 魔法風雲會 (Magic: The Gathering) url:https://magic.wizards.com/zh-hant
    [2] 爐石戰記 (Hearthstone) url:https://playhearthstone.com/zh-tw/
    [3] Legends of Code and Magic url:https://legendsofcodeandmagic.com/
    [4] 線上程式遊戲平台 (Coding Game) url:https://www.codingame.com/
    [5] LoCM 版本 1.2 url:https://www.codingame.com/contribute/view/162759566f5a132f64b4de78ed637a2f309a
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    [10] M. Witkowski, Ł. Klasinski, and W. Meller, “Implementation of Collectible Card Game AI with Opponent Prediction,” Master Thesis, University of Wrocław, 2020.[11] R.Vieira, A. R. Tavares, and L. Chaimowicz, “Drafting in Collectible Card Games via Reinforcement Learning,” 2020 19th Brazilian Symposium on Computer Games and Digital Entertainment, SBGames, pp. 54-61, 2020.
    [12] R. Vieira, L. Chaimowicz, and A. R. Tavares, “Reinforcement Learning in Collectible Card Games: Preliminary Results on Legends of Code and Magic,” In 18th Brazilian Symposium on Computer Games and Digital Entertainment, SBGames, pp. 611-614, October 2019.
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    [16] P. García-Sánchez, A. Tonda, A. García , G. Squillero, and J. J. Guervós, “Automated Playtesting in Collectible Card Games using Evolutionary Algorithms: A Case Study in Hearthstone,” Knowledge Based Systems, pp. 133-146, 2018.
    [17] Identifying Deck Archetypes, (https://tempostorm.com/articles/identifying-deck-archetypes), 2016.
    [18] A. Stiegler, C. Messerschmidt, J. Maucher, and K. Dahal, “Hearthstone Deck-Construction with a Utility System,” in Software, Knowledge, Information Management & Applications (SKIMA), 2016 10th International Conference on. IEEE, pp. 21–28, 2016.
    [19] S. J. Bjørke, and K. A. Fludal, “Deckbuilding in Magic: The Gathering using a Genetic Algorithm,” Master’s thesis, NTNU, 2017.
    [20] LoCM GitHub https://github.com/acatai/Strategy-Card-Game-AI-Competition
    [21] LoCM COG 2020參賽選手操作說明https://github.com/acatai/Strategy-Card-Game-AI-Competition/blob/master/docs/COG20/COG2020-slides.pdf

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