Класифікація алгоритмів процедурної генерації лабіринтів для застосування в розробці ігор

Abstract

У статті досліджується проблема класифікації алгоритмів процедурної генерації лабіринтів у контексті сучасної індустрії розробки відеоігор. Лабіринти як елемент ігрового середовища виконують не лише функцію навігації, але й відіграють важливу роль у формуванні візуальної естетики, когнітивного навантаження та динаміки ігрового процесу. З огляду на зростаюче використання методів процедурної генерації, актуальним є завдання систематизації відповідних алгоритмів за топологічними, морфологічними та навігаційними характеристиками, що забезпечує адаптивність ігрових рівнів, підвищення реіграбельності та відповідність вимогам різних жанрів. У результаті проведеного дослідження запропоновано системний аналіз і класифікацію алгоритмів генерації лабіринтів, які поділено на чотири основні групи: ідеальні, неідеальні, печероподібні та гібридні. Для кожного з них визначено характерні топологічні параметри, морфологічні особливості та практичні переваги використання. Запропонована системна класифікація алгоритмів генерації лабіринтів за топологічними критеріями, яка враховує не лише їхню структурну організацію, але й навігаційні та когнітивні аспекти сприйняття ігрового простору. Окрім цього, визначено сфери доцільного застосування різних алгоритмів з урахуванням жанрових особливостей відеоігор, технічних обмежень та очікувань користувачів, що створює підґрунтя для їх інтеграції у процес геймдизайну.

The article considers the problem of classifying algorithms for procedural generation of labyrinths in the context of modern video game development. Labyrinths, as a component of the game environment, perform not only a navigation function, but also form aesthetic, cognitive and gameplay dynamics. Given the growing popularity of procedural generation, the issue of systematizing algorithms according to their topological, morphological and navigational characteristics is relevant, which allows ensuring adaptability, replayability and genre correspondence of game levels. The purpose of the study is to form a systematic classification of algorithms for procedural generation of labyrinths according to their structural properties, to compare their productivity, difficulty of passage and navigational efficiency, as well as to develop practical recommendations for their application in different genres of video games. The research methodology is based on the use of general scientific methods: system analysis, comparison, synthesis, abduction, idealization, analogy, as well as logical and historical approaches. The results of the study offer a systematic analysis and classification of maze generation algorithms into four groups: ideal, non-ideal, cave-like, and hybrid. For each group, characteristic topological features, morphological features, and operational advantages are identified. The scientific novelty lies in the first proposed systematic classification of maze generation algorithms by topological criteria, which considers not only structural properties, but also navigational and cognitive aspects. The authors also outlined the areas of application of the algorithms depending on genre requirements, technical limitations, and user expectations, which allows integrating these algorithms into game design based on substantiated criteria. The practical importance of the study lies in the possibility of using the results to develop adaptive game levels, educational platforms, simulation systems, and educational programming tools. The proposed recommendations contribute to optimizing maze generation, increasing replayability, improving user experience, and standardizing approaches to procedural generation in the video game industry.