《游戏设计》卷一《玩法机制与可执行规格》目录

这是《游戏设计》三卷本的第一卷。它回答一个问题：一份玩法设计文档，能不能本身就是原型，而且它的性质可以被证明？

站内的游戏内容基本落在两端：一端是机制怎么实现（game/ 专题与《游戏引擎实现原理》各卷），一端是产品怎么立项、怎么变现（game/industry/ 与《小游戏开发实战》卷一）。中间那一段——机制跑起来会涌现出什么（Dynamics）、玩家因此体验到什么（Aesthetics）——没有人占。 而这一段恰恰是可计算、可跑、可证明的一段。这一卷补的就是这一段的地基。

做法只有一句话：一份玩法规格，四处消费。config/play_spec.json 是唯一真源（动词 / 规则 / 状态 / 资源 / 目标 / 反馈 / 难度参数 / 随机性结构），它同时驱动四处——S 层 Python 机制仿真、P 层 TypeScript 确定性内核、W 层浏览器可玩原型、B 层参数扰动与相变扫描。四处读的是同一个文件，产出的是逐字相同的摘要。改一个规则参数，四处同步改变且仍然互相一致。

贯穿全书的是虚构的卡牌构筑 Roguelike 《灰烬牌库》（工程名 ashdeck）与同名工具链：config/ 放规格，sim/ 是 Python 仿真，core/ 是 TypeScript 确定性内核，web/ 把内核内联进单文件 HTML 供无头浏览器真玩。

这套书与站内既有内容的分工

站内已经有大量相邻内容，写清分工比重复写一遍更有价值。下面七处边界是本卷最容易混淆的，务必分清：

• 《小游戏开发实战》卷一《市场品类与产品设计》 是产品口径：品类选择、用户动机、立项预算、变现前置。本卷是机制口径：把玩法写成可执行规格并证明其性质。它那一卷有 7 个点最像本卷，逐个划清：① 核心循环拆解 用 S 层算循环时长占比，本卷第 3 章算的是守恒与不变量；② 循环时长与反馈 讲时长与反馈的经验关系，本卷第 7 章给回路增益的可算模型；③ 最小可玩原型 是原型的产品口径，本卷第 5 章是规格内联 + 无头真玩的工程做法；④ 难度-心流曲线 是 S 层心流模型 + B 层难度敏感性，本卷第 6 章是相变 / 序参量，并把心流写成带宽（区间而非单点）；⑤ 可玩性指标测试 是 S 层模拟采样 + 置信区间、指标偏占比类，本卷（与卷二）给的是策略熵 / 支配缺失度 / 涌现度等机制量；⑥ 设计文档装配 是产品立项文档的装配与评审，本卷第 16 章是可执行规格的四处消费联调；⑦ 交付物验收与交接 是交付物验收，本卷卷三做的是六品类变体的机制闸门回归。
• game/indie/ 的四篇长文是散文式 + Unity csharp 片段、不可跑：核心循环与手感设计 （约 690 行）讲手感参数体系，本卷把机制形式化为规格字段、把「手感」变成可断言的输入-反馈机制；关卡设计与环境叙事 （约 940 行）讲空间引导与难度曲线，本卷把跳跃机制可算化；平衡与经济 （约 1430 行）是概念罗列，本卷给可判定的支配策略检测与方差结构分析；叙事设计 属叙事方向，本卷不覆盖叙事。
• game/ 专题其它篇讲的是概念与实现片段：经济平衡 是经济概念 + 示意代码，本卷讲整数化与逐位一致；输入与打击感 是输入 / 帧缓冲 / 打击感实现，本卷把战斗当机制（伤害、时序、资源）；平衡治理流程 是流程治理，本卷给涌现度量；新手引导清单 是清单，本卷给技巧习得曲线；留存设计清单 是清单，本卷第 8 章把奖励节奏写成可算的谱；关卡生产管线 是管线，本卷做平台跳跃机制的可算化。
• 《产品架构与经济系统》 做的是 SLG 的系统地图与功能架构，与具体品类绑定；本卷做的是跨品类的可执行规格，与品类无关。凡「这个系统该拆成哪些模块」翻那一套，凡「这份规格在四种宿主里跑得对不对」看本卷。
• 《数值平衡与商业化运营》 管 SLG 的赛季膨胀 / 数值 / 商业化；本卷第 13 章只取机制层演化（增量兼容、赛季与 DLC 的机制设计、退场），不做商业化数值。
• 《引擎实现与体验打磨》 与 《风格与品类美术实战》 分别是引擎实现与风格距离矩阵的家；本卷第 15 章做的是同一规格三处消费的偏差与容差，卷三第 14 章做的是机制距离矩阵（口径对照，不重造风格矩阵）。
• 站内三个栏目页各有各的家：/posts/game/engine/ 是引擎内核（渲染），本卷 core/ 只做逻辑内核；/posts/game/design/ 是 SLG 的模块拆分，本卷第 10 章是状态空间语义；/posts/game/client/phaser/ 是引擎实现（塔防索敌），本卷卷三做的是机制口径。本套的后继两卷——《游戏设计》卷二《策略、涌现与体验度量》与卷三《原型、可玩性与品类》——在本卷的四处消费之上接住「涌现与体验」与「跨品类」，其分卷目录见《玩法机制与可执行规格》卷末第 16 章 16.3 节的交付说明。

一句话：本卷做的是「一份玩法规格怎么写、怎么跑、怎么证明它自洽」，不是「怎么把游戏做出来」，也不是「怎么把它卖出去」。

明确不在本卷范围内

为了让边界清楚，下面这些这一卷不讲：

• 机制的具体实现与引擎 API（渲染、输入、帧缓冲、资源加载）——见 game/ 专题与《游戏引擎实现原理》各卷。
• 产品立项、品类选择、变现与买量——见《小游戏开发实战》卷一《市场品类与产品设计》。
• 叙事、关卡与美术的创作——见 game/indie/ 的叙事长文与《游戏美术与技术美术》三卷。
• 真实玩家测试数据、真实测试服、真实榜单：本机没有，一律标 X，正文逐处显式标注「需真实业务环境，命令行不可复现」。
• 任何第三方素材：贯穿案例为虚构游戏，所有 PNG / SVG 由程序化生成。

可运行性六档口径

本卷每一节的代码块头部注释里都写着它属于哪一档。所有代码块都在本机实跑过，正文数字等于实跑输出；但「整卷项目复现」（把全部配置与共享模块一次性组装跑通）由第 16 章交付，本页不单独声称。

「好玩」在本卷被操作化成几个可算的代理指标（策略空间熵、支配策略缺失度、涌现度、相变临界宽度、可解率），只用于相对比较，禁绝对化——它们证明的是「这套规格自洽、可控、可分辨」，不是「这游戏好玩」。

贯穿案例《灰烬牌库》机制总览

全书只用一份规格 config/play_spec.json 驱动。它是一局卡牌构筑 Roguelike 战斗：玩家每回合有 3 点能量，从 5 张手牌里打出若干张（扣能量、加格挡、结算伤害），结束回合后敌人攻击（先扣格挡再扣血）、补满手牌、能量重置，直到敌人死亡（胜）、玩家死亡或超过回合上限（负）。

参数（params）

卡池（cards，deck_size = Σ count = 12）

目标（goals）与不变量（invariants）

• 主目标 enemyHp<=0；次目标 playerHp>0；约束 turn<=turnLimit。
• 四条不变量：cardCount==deckSize（牌数守恒）、damageConserved（伤害守恒）、energyInRange（0 ≤ energy ≤ energyMax）、blockNonNegative（格挡非负）。
• 随机源是自实现可播种 PRNG（Lehmer MINSTD：state = state * 48271 % 2147483647），种子 20261014；禁 Math.random() / Python random。

用规格自带的基线策略跑一局，S 层与 P 层产出逐字相同的摘要（下面这行是 sim/ashlib.py 与本卷 P 层内核的实跑输出）：

{"block":0,"cardCount":12,"damageConserved":true,"dealt":50,"enemyHp":0,"energy":1,"hand":["strike","jab","heavy"],"over":true,"played":9,"playerHp":48,"turn":4,"won":true}

读法：4 回合取胜，打出 9 张、累计造成 50 点伤害（恰好清空敌人 50 血），余能量 1，玩家剩 48 血。这行摘要就是「四处消费同一份规格」的可验证点。

底座：四处消费的公共入口

四处消费共享同一套底座：S 层公共库 sim/ashlib.py，P 层内核 core/src/ashdeck/{types,rng,cards,combat,digest}.ts，W 层打包器 web/pack.mjs 与验证器 web/verify_mech.mjs。底座只读，各章只在它之上写自己那一节的脚本与断言。下面这段是本卷的随机源，全文 26 行，与工作区 core/src/ashdeck/rng.ts 逐字节一致——它是三条跨语言纪律里第二条（自实现可播种 PRNG）的落点：

// file: core/src/ashdeck/rng.ts
// tier: P
// verify: node --test 'core/test/gd_mech_base.test.ts'
//
// 自实现可播种 PRNG（Lehmer MINSTD），与 sim/ashlib.py 的 rng_next 同算法。
// 跨语言逐位一致的唯一保证就是这里：整数运算，绝不用 Math.random()。

export const RNG_MOD = 2147483647;
export const RNG_MUL = 48271;

export function rngNext(state: number): number {
  return (state * RNG_MUL) % RNG_MOD;
}

export function shuffleDeck<T>(deck: T[], seed: number): T[] {
  const out = deck.slice();
  let state = seed % RNG_MOD || 1;
  for (let i = out.length - 1; i > 0; i -= 1) {
    state = rngNext(state);
    const j = state % (i + 1);
    const t = out[i];
    out[i] = out[j];
    out[j] = t;
  }
  return out;
}

三条跨语言纪律（违反其一，跨语言对照必然崩）：① 预算与阈值一律整数（回合数、能量点、伤害、概率千分比、熵 ×1000）→ 整数地板除 → 逐位一致；② 随机一律自实现可播种 PRNG（同算法同种子），禁语言自带随机数；③ config/ 禁浮点，幂运算 TS 侧用 BigInt，感知类派生量按声明容差断言，正文不写「逐位相等」（整数类才可以写）。

全书目录（16 章 48 节）

第一部分 · 机制与规格（第 1–4 章）

第 1 章 机制解剖（D+S）

• 1.1 机制的最小构成：动词、规则、状态 ：把动词 / 规则 / 状态三者拆成规格字段（D+S）
• 1.2 资源与目标 ：资源收支与目标条件的形式化（D+S）
• 1.3 反馈：机制与玩家的接口 ：把反馈写成可断言的输入-输出（D+S）

第 2 章 机制的可执行规格（D+P）

• 2.1 play_spec.json 的字段 ：一份规格的字段全表（D）
• 2.2 模式校验与语义校验 ：schema 与语义两层的校验器（D+P）
• 2.3 规格的版本与迁移 ：spec_version 与向后迁移（D+P）

第 3 章 S 层：机制仿真（S+B）

• 3.1 从规格到轨迹 ：把一局展开成状态轨迹（S）
• 3.2 资源守恒与不变量检验 ：守恒误差恒为 0 的检验（S）
• 3.3 仿真输出的可读化 ：纯 xml.etree 出图与 CSV（S+B）

第 4 章 P 层：确定性内核（P）

• 4.1 规格驱动的状态机 ：与 S 层逐条对应的状态机（P）
• 4.2 不变量断言：守恒、不可达、单调 ：三类不变量的断言（P）
• 4.3 无死锁与可解性 ：死锁与可解性的判定（P）

第二部分 · 跑起来（第 5–8 章）

第 5 章 W 层：可玩原型（W）

• 5.1 规格内联进单文件 HTML ：把规格与内核内联成一个页面（W）
• 5.2 Playwright 真玩：注入策略、断言状态 ：无头浏览器里真玩并断言（W）
• 5.3 原型与内核的同源性 ：同一内核，两个宿主（W）

第 6 章 B 层：参数扰动与相变扫描（B+S）

• 6.1 参数敏感度 ：指标对参数的敏感度（B+S）
• 6.2 相变扫描：游戏被解开的点 ：找「被解开的点」（B+S）
• 6.3 稳健性与告警 ：软告警不硬失败（B）

第 7 章 反馈循环（S+B）

• 7.1 正反馈与负反馈 ：两类回路的机制形态（S）
• 7.2 反馈延迟与回路增益 ：回路增益的可算模型（S+B）
• 7.3 循环的稳定性 ：循环稳不稳的判据（S+B）

第 8 章 奖励节奏与惩罚设计（S+B）

• 8.1 奖励节奏谱 ：把奖励节奏写成可算的谱（S）
• 8.2 惩罚机制与挫败预算 ：挫败的整数预算（S+B）
• 8.3 节奏与惩罚的度量 ：两个度量的口径（S+B）

第三部分 · 可计算性（第 9–13 章）

第 9 章 随机性与方差（S+P）

• 9.1 随机性的结构：均匀、加权、洗牌袋 ：三种随机结构的差别（S）
• 9.2 方差与体验 ：方差如何塑造体验（S+P）
• 9.3 可播种随机与确定性回放 ：同种子同回放（S+P）

第 10 章 状态空间与不变量（S+P）

• 10.1 状态的可达性 ：哪些状态可达（S）
• 10.2 不变量清单 ：不变量的完整清单（P）
• 10.3 死锁与可解性检测 ：死锁与可解的自动检测（S+P）

第 11 章 机制数值的整数化与跨语言一致（P+S）

• 11.1 整数化与跨语言一致 ：整数化换来的逐位一致（P+S）
• 11.2 增长与衰减的闭式与递推 ：闭式与递推的等价（P+S）
• 11.3 数值的可复现 ：可复现的边界（P+S）

第 12 章 机制的组合与相互作用（S+B）

• 12.1 机制之间的耦合 ：耦合的度量（S）
• 12.2 协同与反协同 ：协同 / 反协同的判定（S+B）
• 12.3 组合爆炸的控制 ：剪枝与采样上界（S+B）

第 13 章 机制的扩展、演化与退场（D+S）

• 13.1 机制增量与兼容 ：加机制不破坏旧机制（D+S）
• 13.2 赛季与 DLC 的机制设计 ：赛季与 DLC 的机制层设计（D+S）
• 13.3 机制的退场 ：机制如何体面退场（D+S）

第四部分 · 接口与装配（第 14–16 章）

第 14 章 机制到体验的接口（S+B）

• 14.1 机制到体验的映射 ：从机制量到体验量（S）
• 14.2 可观测的体验指标 ：哪些指标可观测（S+B）
• 14.3 从机制到体验的断言 ：把体验写成断言（S+B）

第 15 章 三处消费的对照与偏差（S+P）

• 15.1 跨语言摘要与 digest ：digest 的构造与比对（S+P）
• 15.2 同源不同宿主 ：同一内核在三处宿主（S+P）
• 15.3 偏差与容差 ：偏差从哪来、容差怎么定（S+P）

第 16 章 装配：一份规格，四处消费（S+P+W+B）

• 16.1 规格装配检查表 ：交付前的装配检查表（D）

• 16.2 四处消费的联调 ：四处一起跑（S+P+W+B）

• 16.3 交付卷二 ：把规格交给卷二（S+P）

• 附录：附录 A 玩法规格字段表、机制公式与数据集索引

怎么读

三条路径，按你的目的挑一条：

• 先看主张：读本页的引语与《灰烬牌库》机制总览，再跳到第 2 章 2.1 play_spec.json 的字段 看规格长什么样，最后看第 15 章 15.1 跨语言摘要与 digest 看「逐字一致」怎么被验证。
• 直接动手：从第 2 章 2.2 模式校验与语义校验 开始写规格，依次跑 S 层（第 3 章 ）、P 层（第 4 章 ）、W 层（第 5 章 ），最后用第 16 章 16.1 规格装配检查表 收口。
• 只看结论：直接看第 16 章 16.2 四处消费的联调 与附录 A ——那里有字段全表、公式表、不变量清单与全部数据集索引。

可运行性总表（各章档位分布）

整卷口径：每一节至少有一个 S / P / W 档的可跑代码块；S 层脚本逐个跑（/opt/homebrew/bin/python3 sim/gd_mech_*.py），P 层写全 glob（node --test 'core/test/gd_mech_*.test.ts'），W 层用 web/verify_mech<NN>.mjs 无头断言；B 层软告警不硬失败。完整字段表、公式表与数据集索引见附录 A 。