[TESE DE DOUTORADO] Uma abordagem baseada em Redes de Petri para Modelagem, Análise e Simulação de Cenários de Vídeo Games Singleplayer e Multiplayer

Local: 
Por videoconferência
Data de Defesa: 
19/11/2020 - 14:00
Banca examinadora: 
Prof. Dr. Stéphane Julia - FACOM/UFU (Orientador)
Prof.ª Dr.ª Márcia Aparecida Fernandes - FACOM/UFU
Prof.ª Dr.ª Fernanda Francielle de Oliveira Malaquias - FAGEN/UFU
Prof. Dr. José Reinaldo Silva - USP
Prof. Dr. Ricardo Luders - UTFPR

Este trabalho tem como objetivo apresentar uma abordagem para a modelagem e análise formal de cenários de vídeo games, usando para isso o formalismo das redes de Petri. Nesta pesquisa são considerados jogos com um único jogador (singleplayer) e jogos com vários jogadores (multiplayer). Um cenário de vídeo game é considerado como sendo uma sequência de ações realizada pelo jogador. A representação das ações que o jogador precisa executar, a fim de alcançar o objetivo do jogo, pode ser representada por meio de uma WorkFlow net. O mundo virtual onde o jogo acontece pode ser descrito através de um mapa topológico representado por um tipo particular de rede de Petri denominado grafo de estados. Ambos modelos são formalmente definidos e denominados, respectivamente, de Modelo Lógico e de Modelo Topológico. Os mecanismos de comunicação que existem entre os dois modelos (Lógico e Topológico) são especificados por meio de redes de Petri Coloridas e implementados na ferramenta CPN Tools. A versão temporizada do Modelo Lógico apresenta as durações mínimas, médias e máximas das atividades de um cenário de jogo por meio de distribuições de tempo aleatórias exponenciais. A versão temporizada do Modelo Topológico apresenta os tempos mínimos e máximos que um jogador leva para acessar as diversas áreas do mundo virtual por meio de distribuições de tempo aleatórias uniformes. Baseado nos modelos Lógicos e Topológicos temporizados, um método de simulação é proposto para estimar as durações médias dos tempos de jogos. A segunda parte proposta neste trabalho diz respeito à modelagem formal de cenários de jogos no caso multiplayer. Para isso foi definido um novo Modelo Lógico baseado em Workflow nets Possibilísticas que permitem representar as possibilidades de interação entre jogadores e as consequências de tais interações em termos de jogabilidade. O Modelo Topológico no caso multiplayer é baseado nos grafos de estados e permite que as áreas do mundo virtual sejam compartilhadas entre dois ou mais jogadores. Uma versão implementada dos modelos é apresentada na forma de uma rede de Petri Colorida interpretada na ferramenta CPN Tools. Também é proposto um método para o estudo da jogabilidade que utiliza o monitoramento das atividades e a simulação por replicação para diferentes cenários. Dessa forma, é possível estimar o tempo de jogo multiplayer bem como o papel de cada jogador no jogo. Os jogos Silent Hill II e Tom Clancy’s Ghost Recon: Wildlands servem de exemplos ilustrativos para validar as abordagens propostas neste trabalho.