Hiroshi Minagawa & algorithmes

[Elmoria]

Bonjour à tous,

Voici la traduction du message de Minagawa-san que certains d'entre vous attendaient. Je m'excuse pour le retard.

Prévoyez quand même un en-cas, car l’heure est venue de laisser la place au puits de science, j’ai nommé Hiroshi Minagawa.

Bonjour,

Cela a été discuté sur le forum Interface, et même si je n’en suis pas censé m’en occuper, je tiens tout de même à commenter sur ce point.

J’ai consulté notre programmeur principal « K » et il semble que nous utilisions, dans FFXIV, 3 algorithmes aléatoires célèbres, selon les applications. Bien entendu, tout se déroule au niveau du serveur, et le paramètre aléatoire diffère pour chaque processus.

Ainsi, pour répondre à la question de savoir s’il y a un bug dans le programme qui génère le même nombre aléatoire en répétant une action, il se trouve que le système a été implémenté de sorte que ce type de problème ne puisse pas se produire.

Dans certains jeux plus anciens, il était possible de déterminer l’archétype et d’en tirer avantage pour terminer le jeu, mais il n’y a plus de jeux qui fonctionnent ainsi désormais. Probablement pas...

Toutefois, les processus aléatoires des anciens jeux, et même jusqu’à maintenant (ce qui n’est pas le cas uniquement pour FFXIV), ont toujours été remis en question par les joueurs.

De mon point de vue, il ne s’agit que d’une question de hasard, mais cela ne va peut-être pas suffire à vous convaincre, donc je vais essayer de vous expliquer cela.

Cette discussion n’est pas spécifique à FFXIV et elle concerne plus généralement la raison pour laquelle les nombres aléatoires sont souvent remis en question en programmation.

(Bien entendu, il est déjà arrivé que de réelles anomalies existent dans le code...)

Pour commencer, je vais vous présenter les points essentiels.

A. Les nombres aléatoires de base utilisés dans FFXIV, et dans les autres jeux récents, génèrent des « nombres aléatoires réels » pratiques.
B. Dans un rang de nombres donnés types pouvant être compris d’un individu, étant donné qu’un nombre aléatoire réel existe, cela peut nous influencer.
C. Notre cerveau est très enclin à détecter cela comme une anomalie, ou une singularité, et c’est pourquoi les nombres aléatoires réels sont perçus comme une irrégularité.

Je vais détailler chacun des points individuellement.

Je vais tout d’abord commencer par le programme utilisé afin de générer des nombres aléatoires.

FFXIV, ainsi que d’autres jeux modernes, utilisent un algorithme de nombres aléatoires (connu sous le nom de générateur de nombres pseudo-aléatoires), inventé par des mathématiciens et des informaticiens très compétents, testé dans divers domaines d’application et reconnu comme un algorithme de référence.

Pour exemple, je vais vous parler un petit peu de la périodicité de l’algorithme de nombres aléatoires connu sous le nom de Mersenne twister.

« Cet algorithme offre une période de 2^{19937}-1 ; il est uniformément distribué sur un grand nombre de dimensions (623 pour les nombres de 32 bits) ».

Vous avez compris ? Non ? Pas d’inquiétudes.

Les algorithmes de nombres aléatoires font partie d’une dimension basée sur des mathématiques pures. Tant que nous autres, utilisateurs, comprenons que les nombres générés sont corrects et pratiques, cela est suffisant.

★Pour ceux d’entre vous qui connaissent les algorithmes de nombres aléatoires, et les exemples de problèmes qui se sont produits dans divers jeux, vous vous demandez sans doute pourquoi je n’ai pas abordé un élément bien précis. J’ajouterai une explication à la fin de ce message.


Abordons désormais le cas des « nombres aléatoires réels ».

En ce qui concerne les nombres aléatoires, il en existe deux types distincts possédant chacun une distribution différente : les nombres aléatoires uniformes et les nombres aléatoires normaux. En augmentant le nombre de tests, l’on commence à approcher les conditions idéales.

Réciproquement, si le nombre de tests (en échantillons de nombres) est trop bas, des irrégularités se produisent dans les nombres aléatoires.

En tant qu’humains confrontés au nombre d’essais dans les jeux, etc., que nous sommes en mesure d’assimiler, il est normal de percevoir des irrégularités dans les nombres aléatoires.

En d’autres termes, l’hypothèse selon laquelle il est étrange de percevoir une irrégularité dans les chiffres aléatoires est erronée.

Bien entendu, sur des centaines et des milliers, voire des millions de tests, nous approchons d’une distribution uniformément aléatoire, et les irrégularités tendent à disparaître. Cela est malheureusement impossible à observer pour un humain.

C’est pour cette raison qu’à chaque fois que l’on observe une irrégularité sur un nombre de tests limités, on ne peut s’empêcher de penser qu’il y a un problème.

Enfin, en ce qui concerne les idées reçues cognitives.

Les humains ont la faculté de pouvoir déterminer instantanément diverses choses par intuition. On dit souvent que notre cerveau est particulièrement doué pour cela, là où les ordinateurs rencontrent des difficultés. En revanche, un certain aspect de cette capacité est cependant faible, et lorsqu’il est exploité, cela ouvre la porte à des pièges et des erreurs.

Le modèle de déviation dans le jugement et l’interprétation illogique se nomment collectivement « irrégularités cognitives ».

Un exemple majeur d’irrégularités cognitives se retrouve dans l’illusion du joueur.

Cette théorie veut que si une personne observe un événement de multiples fois sur une période déterminée, elle s’attend à ce que les résultats à venir se basent sur ce qu’il s’est passé auparavant, et sera donc convaincue qu’il y a un rapport de cause à effet, ou bien qu’il y a quelque chose d’anormal.

Si vous lancez une pièce cinq fois d’affilée, la probabilité de tomber sur pile ou face au sixième lancer est de 50 %. Cependant, nous sommes intimement persuadés que « cette fois, c’est la bonne ! » et nous modifions le résultat attendu. Lorsque la pièce retombe sur pile, on se dit « Impossible ! » tandis que si elle retombe sur face, l’on pense « C’est bien ce que je pensais ! ». C’est l’irrégularité cognitive.

Comme je l’ai mentionné en point B plus haut, lorsque nous percevons une anomalie même s’il n’y en a pas, c’est que notre cerveau essaie créer une relation de cause à effet que nous anticipons, tandis que la probabilité fonctionne de manière totalement différente.

(Je vous affirme tout cela, cependant, je ne fais que ressortir ce que j’ai lu dans un livre.)

L’irrégularité cognitive peur être assimilée à un bug dans les capacités cognitives de l’être humain, mais cela semble être un système acquis pour notre survie afin de pouvoir prendre des décisions et agir efficacement en situation d’urgence.

Ce sujet est vraiment fascinant, et si cela vous intéresse, je vous recommande ce livre.
　
Cela explique la raison pour laquelle nous créons souvent nos propres probabilités dans les jeux.
　

Info bonus : un aspect que je n’ai pas abordé auparavant concernant les algorithmes de nombres aléatoires.

Parmi les algorithmes de nombres aléatoires, l’une des méthodes souvent adoptée et qui est très efficace quant à la probabilité est la méthode congruente linéaire. En revanche, les programmeurs savent bien que des problèmes surviennent en cas d’irrégularités à grande échelle.

D’ailleurs, un jeu a utilisé de manière inappropriée cette fonction, et alors que la taille de l’échantillonnage augmentait, les irrégularités aussi. Cela signifie que, même si cette méthode est bien connue, cela ne veut pas dire qu’elle est nécessairement infaillible.

De plus, même si une séquence de nombres est générée correctement, selon l’utilisation qu’en fait l’application, il se peut que des séries étranges se dessinent.

Ceci étant dit, ce message n’a pas pour but de démontrer la preuve de la précision des diverses probabilités dans FFXIV. Comme je l’ai mentionné au début, la seconde partie de ce long message n’est que du bavardage, mais pour répondre à la question « Y a-t-il un problème au niveau des probabilités dans XIV ? », la réponse est non : il n’y a aucun problème.

[AngelZatch]

Merci de ce message ! En espérant qu'il apportera satisfaction aux joueurs qui se plaignent des probabilités. C'est vrai que de toute façon les probabilités et les statistiques sont difficiles à appréhender, alors quand on voit qu'on rate 5 fois de suite un "jet" qui a 80% de chances de réussir, il est normal qu'on se retrouve à être incrédule x)

[Aspharoth]

Nan moi ce qui me laisse le plus incrédule c'est au niveau du sertissage...
Bouffer 15 matérias à 61% de chances de sertir, et sertir du premier ou du deuxième coup lorsqu'il n'y plus que 13% chance...

Ou réussir plusieurs craft HQ que tu peines à monter à 52%, et que la fois ou tu arrives à le monter à à 95 tu le fais en NQ...

Bref.
Les probas et les stats quoi.

[Shapik]

Faut avoir du cul de toute facon ^^

[yotsuffy]

Les probabilités autorisent toutes les valeurs possibles, alors on se dit: "bon, ok y'avait une chance sur 50 "

Et après on se dit: "wow! une chance sur 100! coooool

Mais là franchement?! Une chance sur... 1975! OMG

[Genz]

Je remets le lien que j'ai mis sur le topic anglais :
https://www.youtube.com/watch?featur...RJE-oOY#t=1102
C'est une conférence de Sid Meier où il aborde justement ce problème de la perception de l'aléatoire par les joueurs et constate qu'on peut pas appliquer "froidement" les maths. Il donne un exemple qu'il a rencontré pendant le développement d'un Civilization :
- un combat entre deux unités avec un rapport de force 3 à 1, qui sous-entend 75% de chance de gagner, le joueur ne comprend pas qu'il puisse perdre
- par contre, quand le joueur se retrouve avec 1 contre 3, il trouve normal de pouvoir gagner de temps à autre
- à 2 contre 1, il comprend qu'il puisse perdre de temps à autre (mais pas deux fois de suite!). Mais il est surpris de perdre à 20 contre 10.
Du coup il a modifié un peu les calculs de sorte à ce que, lorsque la différence est trop grande, le combat est gagné à coup sûr.

Dans le même genre d'idée, Path of Exile a un calcul particulier pour le taux de réussite des attaques (précision vs esquive) pour éviter de longues chaînes d'attaques ratées avec une précision élevée, ou éviter de se faire tabasser malgré une esquive élevée.

[AngelZatch]

J'ai une fois raté 6 fois de suite un 80% rond en récolte. 1 chance sur 15625 d'avoir 6 échecs successifs. J'étais bluffé.

[Aura_Shurifon]

Le problème justement, c'est que le random est équitable uniquement sur un échantillon très élevé de nombre. Et c'est justement ça qui pose problème.
Afin d'éviter les mauvaise chance, et les grosse chaine de "Fail" (comme les grosses chaine de "Win" qui ne sont pas bonne non plus) il faut choisir un random qui s'équilibre sur un échantillon plus bas (genre 1000 à 10 000 coups) et surtout unique pour chaque joueur, ça limite les sensations d'avoir "souvent la loose"....

Car actuellement, le random est global à tous les joueurs, ce qui peut amplifier la sensation de déséquilibrage.
Imaginons, un random bien équilibré pour 1 000 000 de coup allant de 1 à 10, il doit y avoir 1000x 1, 1000x 2 etc... jusqu'à 1000x 10. On peut se dire, oui c'est équitable. Or ce random est commun à tous les joueurs. Si on a 1000 joueurs. Les statistiques sur 1000 coups pour chaque joueurs peuvent être très déséquilibré, certain vont avoir beaucoup de nombre en dessous de 5 d'autre l'inverse et c'est spécifiquement ça qui ne plait pas. Un vrai random, c'est beau, mais ce n'est pas réellement équitable sur une durée de jeux donner.

Mon avis, il faudrait décider d'une durée de jeux pour laquelle on considère que l'aléatoire doit être équitable pour un joueur et adapter l'algorithme (et cette durée devrait être dans les alentours de 2-4h de jeux au grand max afin de ne pas rager).

Ce qu'on reproche au random actuel, c'est qu'il n'est justement pas équitable à "taille humaine" (je dirais équilibrage dans les 1000-10000 coups) et non pas qu'il soit bugué.
De plus, toujours à taille humaine, il est souvent mieux qu'il ait une bonne répartition (assez homogène) car actuellement, le ressenti est justement d'avoir souvent des chaines de fail ou des chaines de win et donc une sensation que lorsqu'on a 10% de chance de rater, sur 100 coups on a souvent 3-4 fail d'affilé, ce qui est souvent énervant.

C'est bien beau d'avoir un bon random 1 milliard de milliard de coups (voire plus), sauf que coté joueurs, c'est absolument foireux et extrêmement frustrant quand il y a beaucoup de chose qui en dépendent...

[AnkheshEnpatoon]

J'ai une fois raté 6 fois de suite un 80% rond en récolte. 1 chance sur 15625 d'avoir 6 échecs successifs. J'étais bluffé.

4 fois sur du 96%, qui dit mieux ?

Par contre, je suis une bille en maths, je sais pas comment on calcule la probabilité sans doute infinitésimale, de rater 4 fois de suite à 96%.

[Aura_Shurifon]

Tu as 4% de chances de rater le premier coup, soit 1 chance sur 25 (100 / 4).
Puis 4% de 4% de rater un second coup soit (4 x 0.04) => 0.16% soit 1 chance sur 625 (100 / 0.16).
Puis 4% de 0.16% de rater le 3 ème (0.16 x 0.04) => 0.0064% soit 1 chance sur 15 625
Puis 4% de 0.0064% de rater le 4 ème (0.0064 x 0.04) => 0.000256% soit 1 chance sur 390 625.

à titre de comparaison, au loto, tu as 1 chance sur 228 826 080 de trouver les 5 numéros (49 x 48 x 47 x 46 x 45)

PS : Il est possible que mes calculs soient foireux, mes cours de probas remontent à plus de 10 ans ^^