Технологи́ческое дре́во () — структура, симулирующая процесс технологического развития в играх детерминированным образом. Она определяет переходы от одних технологий к другим, более совершенным, которые расширяют возможности игрока — позволяют формировать более мощные армии, строить новые здания и т. п.
Технологическое древо часто рассматривается как фундаментальный элемент в современных компьютерных играх, оно присутствует в большинстве стратегических игр. Вслед за стратегическими множество игр в других жанрах начали использовать аналогичный подход при описании прогресса в виде графовых структур, расширив при этом значение понятия «технология».
Математически технологическое древо чаще всего рассматривается как ориентированный граф, в котором это технологии, а — зависимости для открытия новых. При этом существует большое количество способов представления технологического древа, способов и условий открытия новых технологий.
Различают несколько способов проектирования технологического древа, во время которого разработчикам необходимо не только заниматься его построением, но и решать проблемы игрового баланса, согласовывать с другими игровыми механиками, проектировать искусственный интеллект и решать другие задачи.
Описание Технологическое древо выполняет функцию представления исторической иерархии развития и является одним из центральных элементов игрового процесса. Если во время проектирования игр требуется описать историческую симуляцию развития наций (например, от каменного века до нанотехнологий), то для облегчения решения этой задачи разработчики могут использовать технологическое древо. Оно представляет собой набор правил, позволяющих определить множество предпосылок, которые необходимы для открытия той или иной технологии в игре. Изначально игра начинается с простого и «примитивного» состояния, и далее получение новых технологий приводит к постепенному усложнению, что оказывает большое влияние на игровой процесс.
Технологическое древо может использоваться в различных формах: распространены деревья способностей, достижений, перков, талантов и др. Технологическим древом можно называть все случаи, когда игрок инвестирует ресурсы в развитие, будь то строительство, тренировка навыков, исследования и тому подобное. Открытие новых технологий может производиться различными способами: вклад некоторого количества ресурсов в науку, постепенное получение с течением времени, с выбором целевых технологий игроком или без него и др.
Технологическое древо во время разработки игры рассматривается с двух точек зрения: игровой и культурной. Первая определяет набор правил, влияющих на игровые механики, в то время как вторая увязывает технологии с историческим контекстом. Понятие технологии здесь трактуется широко: это могут быть машины (паровой двигатель), практические навыки (плавание под парусом), науки (физика), абстрактные идеи и ритуалы (политеизм, философия), формы социальной организации (феодализм).
Игровой процесс проектируется таким образом, чтобы стимулировать игрока развивать новые технологии, с открытием которых тот получает возможность строить новых юнитов, здания Однако в ряде случаев технологические деревья проектируются таким образом, что открытие технологии имеет отрицательный эффект — например, когда после открытия игрок теряет возможность использовать некоторые возможности, предоставляемые другой технологией. Иногда все технологии не могут быть открыты по каким-либо причинам, и тогда игроку приходиться выбирать среди них, исходя из используемой стратегии.
Одна из форм игрового процесса, в качестве которой рассматривают технологии, — это «исследование нефизического мира». Так как человек существо любопытное, ему интересно открывать новые территории как перемещаясь по игровому миру, так и делая то же самое в виртуальном пространстве технологического древа.
История Приёмы, удовлетворяющие широкому определению технологического древа, появлялись изначально в настольных играх 1970-х годов, например, в появившейся в 1974 году Dungeons & Dragons. Самым известным примером считается настольная игра , выпущенная в 1980 году. Среди компьютерных игр примером выступает появившаяся в 1983 году Reach for the Stars, в которой стало возможным совершенствовать космические корабли путём исследования технологий. Особенностью настольных игр является то, что они физически ограничены и в них сложно использовать технологические деревья из-за большой «бумажной работы». Компьютеры смогли автоматизировать их реализацию и тем самым развить понятие, но тем не менее впоследствии компьютерные игры в большой степени испытывали влияние настольных.
Впервые технологическое древо как понятие появилось в вышедшей в 1991 году Sid Meier’s Civilization, где оно было реализовано в качестве полноценной игровой механики и составляющей игрового процесса. Эта игра вдохновила многих на применение во время разработки технологического древа в качестве одного из центральных элементов игрового процесса и тем самым популяризировала понятие, оказав большое влияние на последующие стратегические игры. В ряде случаев Sid Meier’s Civilization рассматривается как первая компьютерная игра, в которой появилось технологическое древо. Влияние пошаговых Civilization и Master of Orion оказалось таким, что в скором времени их идеи были адаптированы для игр других жанров. В частности, это выразилось в появлении зданий, предоставляющих новые технологические возможности, отразилось в таких играх, как Dune II, Warcraft: Orcs & Humans, Total Annihilation, и стало стандартом жанра стратегий реального времени.
Идеи технологического древа были адаптированы для ролевых игр. Однако в них основное внимание обращалось не на армии и империи, а на индивидуальное развитие персонажей, их возможностей — перков, талантов, умений и тому подобного. Примерами такого использования могут служить Star Wars: Knights of the Old Republic, «Ведьмак», Dragon Age: Origins, Deus Ex: Human Revolution и Skyrim.
Математические свойства
Несмотря на своё название, технологическое древо не обязательно должно быть деревом в математическом смысле. Как правило, технологическое древо представляет собой ориентированный граф, в котором узлы — это технологии, а зависимости для открытия новых — рёбра. При этом обычно для того, чтобы получить возможность изучения технологии в дочернем узле, требуется изучить все, по отношению к нему являющиеся предками. Так как одна технология не может быть открыта дважды, то такой граф должен быть ациклическим. Изначально игрок имеет небольшое число технологий (узлов графа), и для возможности открытия новой технологии граф определяет необходимый для этого набор узлов. Если это условие выполняется и игрок инвестирует заданное число ресурсов, то новая технология открывается.
Обычно между двумя узлами имеется одно ребро графа. Но могут рассматриваться и пары с несколькими рёбрами — то есть схемы, при которых имеются разные способы получения той или иной технологии. Циклические графы могут присутствовать, например, в случае, если игрок может получить доступ к технологии отличным от прописанного в дереве способом (например, получить в самом начале как базовую). Могут также существовать технологии, на которые наложено несколько ациклических графов. Описанные технологические деревья встречаются редко, и их свойства рассматриваются отдельно.
Во многих играх технологии представлены в бинарном состоянии: каждая из них либо открыта, либо нет. Но данное свойство необязательно. Например, в Space Empires V множество технологий имеют несколько уровней, и если игрок открывает технологию, то он может её в дальнейшем усовершенствовать, вкладывая ресурсы в её развитие и тем самым повышая её уровень. Однако часто развитие подобных технологий даёт в распоряжение игрока только одну функцию, которая становится доступна после открытия первой из них и усиливается последующими — например, если технология первого уровня успокаивает одного жителя города, то второго уровня двух и так далее.
Классификация
Существует множество различных способов организации технологического древа. Их разнообразие таково, что сложно составить полное описание всех идей, которые когда-либо были реализованы разработчиками игр. Например, есть деревья с полным отсутствием рёбер графа или деревья, в которых игрок развивает научные направления, а технологии ему предоставляются в зависимости от состояния нескольких ветвей. Тем не менее исследователи выделяют ряд характерных аспектов для описания тех или иных реализаций.
Обычно рёбра графа используются для того, чтобы определить порядок открытия технологий. Среди этого правила есть исключения, но самыми распространёнными являются семантики «И» и «ИЛИ». В первом случае необходимо открыть все родительские технологии для получения возможности развития рассматриваемой, а во втором случае достаточно любой. Как правило, если выбран один из типов зависимостей, то далее во всём графе он одинаков.
Чаще всего графы деревьев фиксированы. Это снижает реиграбельность, но в этом случае легче решать задачи во время проектирования игры (повторяемость упрощает тестирование и выверку игрового баланса). Как следствие, динамические деревья встречаются редко. Вместе с тем, несмотря на то, что технологические деревья фиксированы, они могут быть различными для разных игровых наций или персонажей. В этом случае реиграбельность частично повышается, так как игроки могут выбирать в начале следующей игры нового персонажа или нацию. Новые технологии динамических деревьев могут появляться в результате игровых событий, например, при первой встрече с некоторыми обитателями мира. Примеры динамических деревьев предоставляет серия Sword of the Stars, где они генерируются заново для каждой партии. Однако в этих играх имеется набор основных технологий, которые фиксированы, а вокруг них генерируются остальные.
Если трактовать технологии в широком смысле, то они разделяются на абстрактные, «здания» и «юниты». Две последние отличаются тем, что имеют «носителя», создание которого даёт дополнительные возможности (например, здание позволяет строить новые юниты). Абстрактные чаще и более широко используются в пошаговых стратегических играх, в то время как неабстрактные — в играх реального времени. При этом они могут пересекаться, например, если для получения доступа к изучению абстрактной технологии необходимо построить здание, а после изучения даётся возможность постройки новых юнитов.
В зависимости от типа игр размер технологического древа варьируется и может достигать сотен узлов, как, например, в Warzone 2100, где их более 400. Типичным примером является Civilization V, где в древе насчитывается 74 технологии. Деревья навыков чаще всего существенно меньше, и это закономерно — большое количество возможностей перегружает игроков. Размер деревьев ограничен также тем, что их разработкой занимаются люди, чьи ресурсы, в свою очередь, ограничены. При этом деревья требуют игрового баланса, реализация которого является сложной задачей.