[论文解读] An Empirical Evaluation of Two General Game Systems: Ludii and RBG

Éric Piette, Matthew Stephenson+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 29, 2019

Artificial Intelligence in Games参考文献 18被引用 6

一句话总结

该论文评估了Ludii——一种基于可读性名称的原子游戏元素（ludemes）构建的新通用游戏系统——相较于RBG和GDL的表现。Ludii在效率和清晰度方面表现更优，平均所需标记数减少66%，在玩法模拟速度上比RBG解释器快达43倍，尤其在Arimaa和Amazons等复杂游戏中表现突出。

ABSTRACT

Although General Game Playing (GGP) systems can facilitate useful research in Artificial Intelligence (AI) for game-playing, they are often computationally inefficient and somewhat specialised to a specific class of games. However, since the start of this year, two General Game Systems have emerged that provide efficient alternatives to the academic state of the art -- the Game Description Language (GDL). In order of publication, these are the Regular Boardgames language (RBG), and the Ludii system. This paper offers an experimental evaluation of Ludii. Here, we focus mainly on a comparison between the two new systems in terms of two key properties for any GGP system: simplicity/clarity (e.g. human-readability), and efficiency.

研究动机与目标

• 该论文旨在将Ludii作为GDL的通用游戏系统替代方案进行评估。
• 研究游戏描述语言在简洁性/清晰性与计算效率之间的权衡。
• 探究Ludii的ludemic方法是否优于现有系统（如RBG和GDL）。
• 通过比较多种游戏的标记数和玩法模拟性能，评估其实际优势。

提出的方法

• Ludii使用ludemes——语义化、可重用的组件（如'Slide'、'Step'、'Board'和'Deck'）——来建模游戏，这些组件可直接映射为面向对象代码。
• 游戏描述语言由Ludii软件库的类层次结构自动生成，确保语法与实现之间实现1:1映射。
• 系统将游戏描述编译为可执行代码，从而支持高效的推理与游戏运行。
• 实验在单核CPU上对13款游戏进行了Ludii、RBG（解释器与编译器）和GDL的对比，测试内容包括标记数与每秒玩法模拟次数。
• 标记数用于衡量描述的简洁性；每秒玩法模拟次数用于衡量计算效率。
• 所有测试均在相同硬件上运行10分钟，以确保公平比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 与RBG和GDL相比，Ludii是否减少了描述游戏所需的标记数？
• RQ2 与RBG的解释器和编译器相比，Ludii在每秒玩法模拟次数上是否更具效率？
• RQ3 Ludii的游戏描述清晰度与RBG相比如何，尤其对非专业用户而言？
• RQ4 Ludii是否能高效处理Arimaa和Amazons等复杂游戏而不会出现性能下降？
• RQ5 ludemic方法是否能提升游戏规则的可维护性与可重用性？

主要发现

• Ludii平均仅需RBG所需标记数的33%，最低为0.06（Gomoku），最高为0.61（English Checkers）。
• Ludii的每秒玩法模拟次数比RBG解释器高出10至43倍，Arimaa游戏达到714次/秒，而RBG仅为0.01次/秒。
• 在Amazons、Chess和International Checkers等复杂游戏中，Ludii的性能至少是RBG解释器的10倍。
• 仅在Breakthrough和English Checkers中，RBG编译器优于Ludii，但在其余所有游戏中，Ludii仍超过RBG编译器。
• 即使未针对特定游戏进行优化（如固定初始位置），Ludii的性能依然稳健，而RBG需依赖此类优化才能提升Arimaa游戏的性能。
• 研究结论认为，与RBG和GDL相比，Ludii在简洁性、清晰度与效率之间实现了更优的平衡。