戰(zhàn)艦世界數(shù)學(xué)教室2概率統(tǒng)計與散布魔法

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炮彈的落點是其實是游戲的唯二隨機變量中最重要的一個。(另一個是魚雷的散布)
以前看不知那個大佬認(rèn)為,戰(zhàn)艦世界不確定因素過多,比如打一輪有沒有高傷、有沒有核心、魚雷有沒有躲過去,無法作為電子競技,但大部分例子都可以歸結(jié)為炮彈落點的隨機性。
官方機制講解提到過,每一發(fā)炮彈都遵循一個散布公式,以二維正態(tài)分布的形式散布在一個橢圓形內(nèi),這個橢圓稱為最大散布范圍。常識上,散布會取二維獨立正態(tài)分布,一般公式
但是,機制講解中又提到炮彈落點一定在最大散布范圍內(nèi),所以實際概率密度P要乘一個系數(shù)使得對散布范圍內(nèi)的概率密度積分等于1,也就是歸一化。
游戲里給出的最大散布范圍并不確切,實際上分為縱向和橫向散布范圍,一般縱向比橫向大,且散布范圍和距離呈線性相關(guān)。在WoWS Fitting Tool網(wǎng)站有更多數(shù)據(jù)。下圖是各類艦種一般情況

我們常聽到誰的炮西格瑪(也就是σ)有多少,官方并沒有解釋σ的含義。個人分析,西格瑪數(shù)值是指最大散布范圍對應(yīng)正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)差σ的倍數(shù)。如圖是一個標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的函數(shù)圖,假設(shè)西格瑪數(shù)值為2.0,意味著散布圈邊界在正負(fù)2的位置。在散布圈相同的情況下,西格瑪數(shù)值越大,邊緣概率越小,中間高概率的區(qū)域越集中,概率也會越大,也就是我們所說的散布好。

每顆炮彈造成傷害的期望 等于 在xy平面上積分:self.destroy(P_i)乘落在P_i點的概率

一輪齊射對所有炮彈求和即可。每個炮管的位置要分別計算。
對于一顆炮彈,偏離瞄準(zhǔn)點一半散布范圍的概率并不低,但是一輪齊射,即使只有8發(fā),全都分叉的概率也很小??梢圆回?fù)責(zé)任的說,大部分罵炮抽風(fēng)的情況都是觀瞄出現(xiàn)了錯誤以及對方進行了足夠的機動。從統(tǒng)計上講,炮彈越多,實際傷害偏離預(yù)期造成傷害越少。從這個角度上看,多炮塔神教有理(里昂nb)。(但不是炮塔越多傷害越多,只是估計值會更準(zhǔn)確。實際上,多炮管一般更大的優(yōu)勢在于覆蓋更大的有效傷害面積,即使對方進行機動也能造成足夠的傷害。)
然后我們來想復(fù)雜一點的情況,對于任意角度的敵艦,我們可以求出瞄準(zhǔn)點在船的什么位置時ED取平面上最大值,這個位置常常不是輪機艙,尤其是對于有角度的船。然后可以求出期望傷害隨瞄準(zhǔn)點與角度變化的函數(shù),就可以知道哪個角度最能打出傷害,哪個角度能造成高傷的可行瞄準(zhǔn)點范圍比較大。我們都知道橫船的最好打,一方面是這個角度擊穿概率最高,另一方面是觀瞄比較容易,也就是可造成高傷的可行瞄準(zhǔn)范圍大。(再有,毛子的瞄準(zhǔn)是有y軸補正的,鎖定狀態(tài)下y要稍微多一點。另外,遠(yuǎn)距離小角度因為透視的原因,有角度時一般人x會瞄少。)
然而,觀瞄的因素并沒有在傷害期望的計算中體現(xiàn),而敵方的機動也不是簡單的期望可以估計的,尤其對于亨利這種輕易就能機動出你整個散布范圍的船,我們需要開始學(xué)習(xí)如何預(yù)判對方的機動。
附錄:關(guān)于魚雷散布
魚雷會在發(fā)射時在扇面內(nèi)呈一定程度不均勻的分布,推測是按魚雷數(shù)量平分發(fā)射扇面,單個魚雷在分割的小扇面內(nèi)以角度為自變量正態(tài)或均勻分布。發(fā)射后一直直線前進,只有一個隨機變量。