The Computer Game Model of Dou Dizhu
Abstract: Computer game is an important search field of artificial intelligence. Dou Dizhu is a confrontational sports with cards in China. It is an incomplete information game. We analyze the process of Dou Dizhu and describe its computer game model in participator set, history set, participants function, information space, natural distribution, participant preference. This game model will be used to research theory and program about Dou Dizhu.
Key Words: Dou Dizhu, Computer game, the game model
1 INTRODUCTION
Computer game is one of the most challenging subjects in the search field of artificial intelligence.[1] It gives a lot of important theory and algorithm to artificial intelligence. The computer games are usually divided into the game of complete information and incomplete information. The majority of the board game belongs to the game of complete information.[2] Chess, Chinese chess, go bang have achieved good results. The majority of the cards games are incomplete information.[3] The study of cards computer game is later than the board game. Dou Dizhu is the most popular cards game in China. Itrsquo;s features are simple and entertaining. It was a popular game from the nineteen century. It is generally considered easy to learn but difficult to master. It needs the game player has the ability of probability calculation and logical reasoning. In this game, cardrsquo;s color is unnecessary. Players judge a hand cards type only need by their points.
54 cards are assigned to the three players. Each player receives 17 cards. The last three cards upside down on the table. All players view and evaluate their own cards but will not reveal their cards. Then, players take turns to bid. There are three kinds of point, 1, 2, 3, or give up. Usually, the better cards player bid higher. Player can bid higher when the current biding less than 3 points.
The highest bidder is named the Landlord. The remaining players are named Farmer team. Then need fighting against the Landlord. The remaining three cards are given to the Landlord. If the Landlord plays out his cards first, then The Landlord wins. If one of the Farmer team play out his cards first then the Farmers win.
DouDizhu is confirmed as the formal event by the Chinese Sports Administration In 2013. It is kind of confrontational sports cards .Game playersrsquo; relations are uncertain in the bid so it increases the difficulty of study [4]. At present, the theory research of computer game model is still in the exploration stage. We analyze the process of it and describe a computer game model in participator set, history set,participants function, information space, natural distribution, participant preference.
2 THE COMPUTER GAME MODEL OF DOUDIZHU
Participator set, history set, participants function, information space, natural distribution, participant preferences are necessary to describe a dynamic game of incomplete information system model [5]. The following describes the computer game model of Dou Dizhu.
Gamma; = {N, H, P, I, p,u} (1)
N is participator set, H is history set, P is participants function, I is information space, p is natural distribution, u is participant preference.
Each part of the models will be introduced in detail.
2.1 Participator Set
The computer game model of Dou Dizhu is composed of four participants in actable, according to the north, East, South, West four range table, The northern participant which is responsible for shuffle licensing specified number is 0 .Through bidding, a game player become the Landlord, the remained two game players as the defense (farmers) and the countermeasure. [6] It determined the outcome of game by playing all the cards, and calculates the score. This paper will be the set of participants design into the following form
N = {0,1,2,3} (2)
The participants from the dealer to counterclockwise are numbered 1, 2, 3,each person can be denoted by Ni ; the participant gets a number 0 is of responsible shuffle, it is the specific function of a random shuffle disrupted the order and preserved three cards after other fifty one cards are sent, and each participants has fifteen cards.
2.2 History Set
Shuffle and deal cards Deal (D): the northern participant will card code by the natural order , respectively is zero to fifty three;[7] shuffling process can use multiple random exchange current card and any card position; the i shuffle ,swap (Pi, Pj), where i=0,1,2...... , 53; j=Rand mod 54, Rand for the random integer, Pi is said that the position of the card (pack). Keep 3 cards, the other 51cards are given to 3 participants. At the beginning of N1 participants, then N2, N3, in the end, each participant receives 17 cards.
Bid Auction: according to three people playing a poker bidding rules, N1 participant can bid firstly and then right hand game player bids, counterclockwise rotation. Each participant only has one bid opportunity, when bid are played three times, itrsquo;s over.
Bid code is 0,1,2,3, 0 is not called, named pass. Code 1, 2, 3 stand scores. It used to calculate the score. Let C1 denote the first personrsquo;s code.
c1[0,1,2,3] (3)
After the Ni participant call scores, it requires higher than before the called points or not, itrsquo;s called pass, this is agreement
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Pass = {0} |
(4) |
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Bidi = {c | Bidiminus;1 lt; c le; 3} |
(5) |
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Ci Pass * Bidi |
(6) |
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Finish = Max{Bidi | 0 gt;= i gt;= 3} |
(7) |
When the cards are showed, they are given to the Landlord.
Play cards:
The Landlord plays the first hand (lead). Then the right hand game player plays cards, in
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斗地主电脑游戏模型
摘要：电脑游戏是人工智能中的重要搜索领域。斗地主是中国的一项卡片对抗运动，这是一个不完整信息游戏。我们分析了斗地主的过程，并描述了其参与者集、历史集、参与者功能、信息空间、自然分布、参与者偏好的计算机游戏模型。该游戏模型将用于研究斗地主的理论与方案。
关键词：斗地主，电脑游戏，游戏模型
1 引言
电脑游戏是人工智能搜索领域最具挑战性的课题之一，[1]它为人工智能提供了很多重要的理论和算法。电脑游戏通常分为完整信息和不完整信息的游戏。大部分的棋盘游戏属于完整信息游戏。[2]国际象棋，中国象棋，五子棋均已取得良好效果。大部分的棋牌游戏都是不完整信息类。[3]卡片电脑游戏的研究晚于棋盘游戏，斗地主是中国最流行的纸牌游戏，它的功能简单而有趣。这是一个十九世纪的流行游戏，通常被认为容易学习，但难以掌握，它需要玩家具有概率计算和逻辑推理的能力。在这个游戏中，卡牌的颜色不是必要的，玩家判断手牌类型只需要通过他们的点数。
54张卡牌被分配给三名玩家，每位玩家收到17张卡牌，最后三张卡牌被倒置在桌子上。所有玩家查看和评估自己的卡，但不会让他们的卡显示出来。然后，玩家轮流开始叫地主喊点数。有三种点可以进行衡量：1、2、3，或直接放弃。通常情况下，卡牌情况更好的玩家喊出的点数较高。如果当前喊出的点数小于3分时，玩家可以提高喊的点数。
叫最高点数的人被命名为地主，剩下的玩家则被命名为农民队，然后农民队需要与地主进行斗智斗勇。之前剩下的三张卡牌被交给地主。如果地主首先出完他手中的牌，那么地主就赢了。如果农民队中的一人首先打完他手中的牌，那么农民就赢了。
斗地主在2013年被确认为中国体育总局的正式活动，这是一种对抗性运动卡牌游戏，玩家的关系在游戏中是不确定的，从而增加了学习、游戏的难度。[4]目前，电脑游戏模型的理论研究仍处于探索阶段，我们分析它的过程，并在参与者集、历史集、参与者功能、信息空间、自然分布、参与者偏好这些方面描述计算机游戏模型。
2 斗地主电脑游戏模型
参与者集、历史集、参与者功能、信息空间、自然分布、参与者偏好是描述不完整信息系统模型的动态游戏所必需的。以下则描述了斗地主的电脑游戏模式：
Gamma; = {N, H, P, I, p,u} (1)
N是参与者集合，H是历史集，P是参与者的功能，I是信息空间，p是自然分配，u是参与者偏好。
模型的每个部分将被详细介绍。
2.1 参与者集
斗地主的电脑游戏模型主要由四名参与者组成，根据北、东、南、西四个方位的范围表，负责洗牌许可指定号码的北方参与者为0，通过叫地主，一名玩家成为地主，剩下的两个游戏玩家作为防守（农民）和对策。[6]它通过玩家对所有牌的操作来确定比赛的结果，并计算得分。本文将会将参与者设计成以下形式：
N = {0,1,2,3} (2)
从地主的位置按逆时针方向给参与者编号分别为1、2、3，每人可以用Ni表示; 参与者获得0号是负责进行洗牌，它是随机洗牌的具体功能，打乱了秩序，并在分发了其他五十张牌平均给四人后保存了三张牌，每位参赛者拥有十五张卡。
2.2 历史集
洗牌和交换卡牌交易（D）：北方参与者将通过自然顺序为卡牌排序标号，分别为零到五十三;[7]洗牌过程可以多次随机交换当前卡和任意卡的位置; i洗牌，交换（Pi，Pj），其中i = 0,1,2 ......，53; j = Rand mod 54，Rand为随机整数，Pi表示卡牌的位置（包）。保留3张卡，其他51张卡分别给予3名参赛者。从N1参与者开始发牌，然后按顺序为N2，N3，最终每个参与者收到17张卡。
叫地主：根据三人玩扑克叫地主的规则，N1参与者可以先叫地主，然后右手玩家喊点抢地主，逆时针旋转。每个参与者只有一个喊点的机会，当喊点三次时，结束。
叫地主代码为0、1、2、3,0不被调用，命名为pass。代码1、2、3为分数，它用来计算得分。令C1表示第一人称代码：
c1 [0,1,2,3] (3)
在Ni参与者的出牌得分之后，它需要高于被叫点之前的点数，这便是通过，这是一致的
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Pass {0} |
(4) |
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Bidi {c | Bidiminus;1 c le; 3} |
(5) |
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Ci Pass * Bidi |
(6) |
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Finish Max{Bidi | 0 i 3} |
(7) |
当卡牌被显示时，他们被给予地主的身份。
打牌：
地主玩第一手，即第一个出牌。然后右手玩家出牌，逆时针旋转。
第一轮历史牌显示如下：
H11，首先表示第一轮和第一次;
H12表示第一轮和第二次;
H13表示第一轮和第三次;
......
H1n它表示第一轮和第n次;
G1，它显示W0是第一轮，是卡牌上分数最高的玩家，下一次他成为第一个出牌的人。
因此，第一轮的子历史收藏是：
R1 = {H11H12H13hellip;H1nG1} (8)
Hij：它表示第i个轮回和第j次出牌,
Gi：它表示第j轮中最大的参与者，表示第i轮的出牌分数历史集,
Ri = {Hi1Hi2Hi3hellip;HinGi} (9)
如果一个玩家出完所有的卡牌则游戏结束。
因此，历史集是
H = {DAutionR1R2R3...Rm} (10)
2.3 参与者功能
参与者对于映射到自然人或其他参与者的每个子历史h,P（H））起作用。 来自北方参与者的纸牌游戏洗牌交易，即
(11)
从第一名参与者的叫地主抢地主开始进行，即
P (D) = 1 (12)
参与者完成了A1的抢地主后，抢地主共有2名参赛者
P (DA1) = 2 (13)
然后按照逆时针顺序到下一个参与者，第i轮抢地主后，它转为i 1个参与者进行抢地主
P(DA1A2) = 3 (14)
P(DA1A2A3 ) = Landlord (15)
B = {i | Max (Bidi)} (16)
所有的抢地主完成后，地主首先开始游戏，
P(D Auction) = P(DA1A2A3) = B (17)
地主打牌后，转向右手边玩家。
|
P (DAuctionH11) = (Landlord 1) mod 3 |
(18) |
W1是第一轮卡牌中最大的人为因素，他成为领导者（在下一轮牌中），
P(DAuctionSH11...... H1n)= W1 (19)
第i轮参与者功能是i [1,13]
P (DAutionR1R2R3...Ri-1) = Wi-1 (20)
P (DAutionR1R2R3...Ri-1Hi1) = (Wi-1 1) mod 3 (21)
P (DAutionR1R2R3...Ri-1Hi1Hi2) = (Wi-1 2) mod 3 (22)
P (DAutionR1R2R3...Ri-1Hi1 Hi2 Hi3) = (Wi-1 3) mod 3 (23)
P(DAutionR1R2R3...Ri) =Wi (24)
2.4 信息空间
在叫地主结束之前，每个参与者的信息空间只是他手中的牌。抢地主结束后，每个参与者的信息空间由卡牌、抢地主记录、他手中的牌、桌面显示卡历史组成。
I00：叫地主之前的卡牌;
I01：1名玩家手牌前的叫地主;
I02：两名玩家手牌之前的叫地主;
I03：三名玩家手牌之前的叫地主;
P11 = I0j I00 (25)
设置Iij是j轮信息空间的参与者。 参赛者第一轮和第一张初始信息卡设置
I11 = Aution P11 (26)
抢地主是信息收集的过程。 P11是第一次和第一轮的玩家卡。
抢地主后，这些卡属于地主，之后，我轮到参与者的初始信息卡设置
|
Iij |
= Aution * I00 * Pij *Tij (27) |
|
Tij |
= R1 R2 ...Riminus;1 Hi1 Hi 2 ...Hijminus;1 (28) |
I00是放在桌子上的三张卡片; Tij放在桌面上，由我轮到j次。
2.5 自然分布
在三人玩扑克游戏的过程中，自然行为只存在于第一次洗牌的许可阶段，根据随机交换的随机算法，每个板块的大概功能是
2.6 参与者偏好
影响转牌的要素主要包括叫地主分制，角色，炸弹或火箭，弹簧四个方面。
叫地主分制：有三种点，1,2和3，是一轮比赛的基本得分。
角色：玩家的角色，地主或农民。当两位农民成功赢得游戏的时候，地主肩负着失分的风险。地主获得双重分数，而2名农民的分数相同。
炸弹或火箭：每个玩家处理的每个炸弹或火箭都是一轮的比分加倍。
弹簧：如果玩家在一轮中没有交易任何牌，最终的得分将是两倍。
参与者在利润函数的整个历史中被定义。如果地主首先打完所有牌，他可以得到双倍分数，用于出价分数，否则扣除一半的分数。
玩家在游戏结束时没有出完手中的牌，若是地主则失去双倍分数，叫地主比例得分，同时其他玩家扣除得分的一半。
3 结论
本文对三人玩扑克游戏的电脑游戏模型进行了研究和设计，详细阐述了参与者集合、历史收藏、参与者功能、信息空间、自然概率分布函数和参与者返回功能的模型。为了中国的斗地主的发展、比赛提供了理论依据，为扑克洗牌设计算法提供了许可证。在本文中，我们可以得到电脑游戏的基本原理，内容如下：
一台电脑斗地主比赛由三名人工智能引擎（西，南，东区分）根据指南针的要点发挥。
流程包括许可，通话，线卡（玩）和得分四个步骤完成。通过叫地主，AI引擎成为地主，另外两个AI引擎作为防守者（农民）反对地主。结束一个AI引擎失去所有的手牌，并计算得分。
卡牌许可：
一张牌（代码如表1所示），按照合约方式（或随机）每个AI引擎获取17张卡，剩下三张卡作为桌卡（北），所有AI引擎都看不到卡直到地主决定，地主决定后，虚张声势并把它转给地主。
抢地主：
根据得分表确定第一个AI引擎，并按照顺序依次播放，每个AI引擎只能调用一次。抢地主点可以称为“1”，“2”，“3”或“否”。 下一个抢地主者只能出点数比以前的AI引擎更高才能抢到地主。如果有一个AI引擎称为点，其他两个人选择不抢地主或一个AI引擎叫3分，就会结束。在结束时，最高分的AI引擎被确定为地主。如果三个AI引擎选择不抢地主，则按照协议进行处理。地主确定后，地主卡被使用并发送给地主。
玩牌：
地主首先在每轮的第一个发牌，称为开盘。 每一轮之后，最先出现最高的一张，称为第一场。在一次卡上，一个AI引擎玩牌，并且逆时针地按顺序排列卡片。带出来的任何合法的卡片可以带有相应的卡片类型和数量的卡片。也可以将炸弹或火箭，背后的好牌放在前面。
对于单张卡，主要为国王，2，A，K，Q，J，10，9，8，7，6，5，4，3的从大到小的卡牌顺序。设计和颜色不同，大小的差异在同一点之间显出来。
对于复合卡，除了火箭和炸弹之外，必须是均匀的卡片类型，并且纸张的数量可以同时进行比较。包括品牌，三大或最大尺寸，三区一卡，三卡，四张与两张卡只有根据四个酒吧三个，四个卡大小。
火箭比炸弹大，火箭和炸弹比任何其他卡类型都大，与之相比，炸弹的大小与卡片大小相当。
火箭和炸弹值得特别提及，因为它们在游戏方面是非常不同的品种。他们违反正常的类别规则 玩家可以通过单独研究作为一个特殊的类别来更好地了解规则。
得分了:
一张牌后，得分如下：<!--
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