ID.nl logo
Golly: spelen met dode en levende pixels
© Flow 37
Huis

Golly: spelen met dode en levende pixels

Een paar simpele regels wekken pixels tot leven. Achter het principe van deze zogeheten cellulaire automaten gaat een hele wereld schuil. Golly laat je er zelf mee spelen.

In dit artikel laten we je zien wat de regels van GoL zo bijzonder maken:

  • Je kunt er asymmetrie mee creëren
  • Er ontstaan patronen door
  • Eenvoudige regels leiden tot grote complexiteit (Wolfram)

Ook interessant: Wat zijn fractals en hoe zien we ze terug in de IT?

Neem een raster met vakjes die aan of uit kunnen staan. Bedenk een paar regels die de toestand van elk vakje bepalen aan de hand van de status van zijn buren en voilà: je hebt een cellulaire automaat gebouwd.

Cellulaire automaten werden in de jaren 40 van de vorige eeuw bedacht door onder andere John von Neumann (die mede aan de wieg stond van de digitale computer). Ze kregen pas in de jaren 70 wat meer (wetenschappelijke) belangstelling toen John Horton Conway een stel regels bedacht die al snel bekend werden onder de naam Game of Life (GoL). De termen ‘aan’ en ‘uit’ worden daarbij vervangen door ‘levend’ en ‘dood’.

Zodra computers grafische mogelijkheden boden, verschenen er programmaatjes waarmee iedereen zelf met GoL kon spelen. Tegenwoordig is Golly hét programma waarmee dat kan. Er bestaat inmiddels zelfs een online versie die heel veel meer sets met regels kent dan alleen het klassieke GoL.

 Golly

Download Golly via deze webpagina. Naast downloadlinks voor Windows, Linux, macOS, iOS en Android is er een link naar de webversie die dezelfde kunstjes kent als de desktop-en mobiele versies.

Standaard gebruikt het programma de regels van GoL die worden aangeduid met de cryptische code B3/S23 (in het statusvak bovenin bij Rule). De B3 hierin zegt dat een dode cel in de volgende ronde tot leven komt als hij drie levende buren heeft (de B staat dan ook voor ‘born’ oftewel geboren worden). De S23 zegt dat een levende cel blijft leven als hij 2 of 3 levende buren heeft (S staat voor ‘survive’ oftewel overleven). Met die twee bepalingen liggen alle andere mogelijkheden ook vast. Heeft een levende cel bijvoorbeeld 0, 1, 4 of meer levende buren, dan voldoet hij niet aan S23 en overleeft hij dus niet.

Experiment

Gewapend met deze kennis is het tijd om eens te kijken wat de regels van GoL nu zo bijzonder maakt. Klik daarvoor op het woord Move achter Cursor en kies in plaats daarvan Draw. Je kunt nu vakjes in het raster wit kleuren, wat betekent dat je ze aanzet, oftewel tot leven wekt. Zoals je ziet heeft het raster dikkere lijnen voor blokken van 10x10 vakjes. Binnen zo’n groot vierkant zetten we de buitenste vakjes aan.

Boven het raster zie je de nodige pictogrammen en met de derde daarvan (+) laat je de regels van GoL één keer op het patroon los. Alle vakjes van het oorspronkelijke vierkant blijven leven omdat ze allemaal twee levende buren hebben. Allerlei vakjes binnen en buiten het vierkant komen tot leven omdat ze drie levende buren hebben.

In het statusvenster bovenin zie je Generation 1. Klik nog enkele keren op + totdat het patroon niet meer verandert. De teller staat dan op 10, zodat stap 9 het laatste unieke patroon was.

Het startpatroon waarop we de regels van GoL gaan loslaten.

Stapje terug

Tussen de pictogrammen zie je ook een gebogen pijl naar links. Dit is de Undo-knop (een functie die je ook in het menu Edit vindt). Klik net zo lang op Undo tot het oorspronkelijke vierkant terug is.

Waar je met + één stapje vooruit gaat, pas je met de Afspeelknop de regels continu toe. Je ziet de veranderingen nu snel gaan. Klik op de Pauzeknop als het beeld niet meer verandert en vervolgens op Undo. Zoals je ziet, ga je nu met één klik terug naar de begintoestand.

Heeft een experiment (veel) meer generaties, dan kun je het afspelen ook versnellen en vertragen met de knoppen Faster (>>) en Slower (<<). Daarbij verandert bovenin de waarde Step met een factor 10, dus van 1 naar 10 naar 100 enzovoort. Zo kun je in combinatie met de knop Advance by step size (naast de +) met grotere sprongen door een experiment gaan. Met een klik op het pictogram =1 zet je de stapgrootte weer op 1.

Asymmetrisch

Kijk je naar de veranderende patronen in ons eerste experiment, dan zal niet meteen duidelijk zijn waarom de regel B3/S23 met leven wordt geassocieerd. Dat verandert wanneer we binnen het witte vierkant een paar extra vakjes wit kleuren om zo een asymmetrisch patroon te maken.

Klik je na het aanpassen van het patroon op de afspeelknop, dan vertonen de opeenvolgende generaties een veel chaotischer gedrag. Het lijkt van een afstand een beetje op bacteriën onder een microscoop.

Een asymmetrisch patroon vertoont veel interessanter en complexer gedrag.

Om zicht op alle veranderingen te houden, zetten we een vinkje bij Auto Fit. Al snel zal de actie zich uitbreiden tot buiten het venster en dankzij Auto Fit zoomt Golly automatisch uit zodra dat gebeurt.

Na ruim 800 generaties zijn drie vormpjes ontstaan die zich in een rechte lijn weg lijken te bewegen, terwijl in het midden meerdere figuurtjes overblijven die ofwel stabiel zijn ofwel een herhalend patroon vormen.

Haal het vinkje bij Auto Fit weer weg en zet de cursor op Move. Zoom vervolgens in op deze figuurtjes met het vergrootglas-pictogram om dit duidelijker te zien.

Er bestaan allerlei stabiele patronen.

Patronen

De patronen die in het laatste voorbeeld ontstaan, komen heel vaak voor. Zo vaak dat ze al snel namen kregen. Zo heten drie blokjes op een rij die telkens wisselen tussen horizontaal en verticaal een Blinker (knipperlicht). Deze behoren tot een grote categorie die Oscillators heet. De meeste leden van die groep oscilleren met twee stappen per periode, zoals de Blinker, maar er zijn ook vormen die pas na meer stappen naar hun begintoestand terugkeren.

De vormpjes die zich voortbewegen heten Gliders (zweefvliegtuigen) en zij zijn een voorbeeld van een vorm uit de grotere categorie Spaceships (ruimteschepen).

Aanvankelijk dacht men dat patronen ofwel zouden stabiliseren ofwel zouden uitsterven. Er werden echter uiteindelijk vormen gevonden die eindeloos konden blijven groeien. Als voorbeeld noemen we het patroon 1111 1111 0111 1100 0111 0000 0011 1111 1011 111. Hierbij staat elke 1 voor een witte cel en elke 0 voor een zwarte (de spaties dienen slechts voor de leesbaarheid). Dit startpatroon groeit diagonaal in twee richtingen waarbij het een spoor van digitale kruimeltjes achterlaat.

Over kruimeltjes gesproken ...

Opruimen doe je met een kruimeldief
Dit simpele patroon van korte lijntjes ...
… leidt tot ongelimiteerde groei.

Turingmachine

Al in de late jaren 30 van de vorige eeuw bedacht de Britse wiskundige Alan Turing – ook al zo’n pionier binnen de informatica – een denkbeeldige computer die we tegenwoordig turingmachine noemen. Een turingmachine kan worden beschreven aan de hand van een aantal simpele regels en leent zich daardoor goed voor (wiskundige) analyse van de vraag of probleem X überhaupt door een computer (hoe krachtig ook) kan worden opgelost. De turingmachine bleek vele verschillende gedaanten te kunnen aannemen en één daarvan waren de regels van GoL! Dat betekent dat je in theorie elk computerprogramma zou kunnen coderen als patroon van vakjes in combinatie met deze regels.

Wolfram

In de jaren 80 experimenteerde de Brits-Amerikaanse natuurkundige en ondernemer Stephen Wolfram (maker van Wolfram Alpha) met regels die nog simpeler waren dan GoL, namelijk in één dimensie in plaats van twee. Dit systeem geeft voor cellen op een lijn aan hoe ze veranderen op basis van de toestand van hun buren links en rechts. Zelfs een van die regels bleek dusdanig complex gedrag te vertonen dat je er elk mogelijk computerprogramma in zou kunnen nabootsen.

Ook dit systeem vind je terug in Golly. Daarvoor kies je in het menu Control voor Set Rule. Geef als regel W110 (de regels van Wolfram zijn op deze manier genummerd en Golly kent alleen de belangrijkste) en klik op OK.

Kleur nu wat vakjes op één regel wit en klik op de afspeelknop. Als je Auto Fit hebt aangevinkt, dan zoomt Golly zelf uit en zie je een zeer complex en onvoorspelbaar patroon ontstaan.

Zelfs een ééndimensionale cellulaire automaat kan een computer nabootsen.

Complexiteit

Als het voorbeeld van Wolframs regel W110 iets duidelijk maakt, dan is het wel dat zeer eenvoudige regels tot grote complexiteit kunnen leiden. In de ruim vijftig jaar dat mensen met GoL spelen, zijn er dan ook heel wat boeiende ontdekkingen gedaan. Een aantal daarvan vind je in het menu links dat vol staat met voorbeelden waarmee je zelf kunt spelen.

Klik bijvoorbeeld op de driehoekjes bij Life en Guns en vervolgens op golly-ticker.rle. Klik op de Afspeelknop en omwille van de snelheid ook één keer op Faster. Je ziet dan hoe de vorm rechts als een lichtkrant continu het woord Golly produceert dat vervolgens door de vorm links wordt opgeslokt.

Tussen de voorbeelden in de groep Life vind je nog heel wat meer opmerkelijks. Zo bevat de categorie Methusalahs overwegend simpele patronen die gedurende duizenden generaties chaotische activiteit blijven vertonen en vind je in Signal-Circuitry patronen die aan computerprogramma’s doen denken.

De aanduiding rle dat je telkens ziet, is overigens de bestandsextensie van Golly en als je zelf iets interessants hebt gemaakt, dan kun je dat via File / Save Pattern in dit formaat opslaan.

Een startpatroon dat de naam ‘Golly’ produceert als lichtkrant.

Toestand

De regels van GoL zijn van alle cellulaire automaten verreweg het meest bestudeerd en er is dan ook het meest over bekend. Een van de redenen dat GoL zich redelijk gemakkelijk laat analyseren, is dat elke cel maar twee toestanden kent: aan of uit. Je kunt de mogelijkheden van cellulaire automaten drastisch uitbreiden en een van de manieren om dat te doen, is via meer dan twee toestanden per cel. Voorbeelden daarvan vind je in het menu met patronen (Patterns) links onder Generations. Zo gebruikt het voorbeeld MeteorGuns.mcl een set regels waarbij elke cel acht toestanden kan hebben.

Meer toestanden per cel zorgt uiteraard voor veel meer nieuwe mogelijkheden.

Een andere manier om de regels uit te breiden, is door niet alleen te kijken naar directe buren, maar ook naar cellen verder weg. Voorbeelden daarvan vind je in de rubriek Larger than Life. Zo laat liquid-methuseblob-soup.rle je heel goed zien dat dit soort regels tot veel soepeler bewegingen kunnen leiden.

In Help / Algorithms vind je nog meer mogelijkheden en lees je hoe je zelf regels definieert.

Als ook verder verwijderde cellen van invloed zijn, worden bewegingen vloeiender.
Watch on YouTube
▼ Volgende artikel
Column: Overwatch 2 heeft juist nu een PvE-modus nodig
© Blizzard
Huis

Column: Overwatch 2 heeft juist nu een PvE-modus nodig

Liveservicegames en hero shooters waren in 2016 niet per se nieuw. Destiny ging al twee jaar hard, en hoewel nieuwkomer Overwatch erg goed ontvangen werd, trokken sommigen al snel vergelijkingen met Valve’s inmiddels oude Team Fortress 2. Toch wist de hero shooter van Blizzard een Game of the Year Award voor de neus van onder andere Uncharted 4: A Thief’s End weg te grissen. Het was een glorieus begin van een moeizaam traject.

In de afgelopen tien jaar onderging Overwatch grote veranderingen. Na een groot succes met ruim 50 miljoen totale spelers in de eerste drie jaar kondigde Blizzard in 2019 aan dat er een vervolg zou komen, dat ‘naast het originele Overwatch’ moest bestaan en uitgebreid werd met Player-versus-Environment-content. De 6-tegen-6 Player-versus-Player-gameplay waar Overwatch om bekendstaat, zou blijven bestaan en voorzien worden van dezelfde content in de twee games. Ook zou Overwatch 2 een exclusieve PvE-modus met een verhaallijn en skill-trees krijgen, waarmee ieder personage op zowel grote als subtiele wijze aangepast kon worden.

©Blizzard

Nee, toch niet

Wie Overwatch 2 sinds de early access-verschijning eind 2022 heeft gespeeld, weet dat daar maar bar weinig van is waargemaakt. Overwatch en Overwatch 2 werden ten eerste geen aparte titels: laatstgenoemde heeft de plaats van het origineel simpelweg ingenomen. Die verhaalmodus? Voor 15 euro kreeg je met de 1.0-release van Overwatch 2 in augustus 2023 toegang tot drie missies. Die verkochten niet goed genoeg voor Blizzard – volgens bronnen Bloomberg - waarmee de mogelijkheid van meer PvE-content direct werd begraven.

Het was toen zelfs al bekend dat de PvE-modus grotendeels geschrapt was, gezien de modus volgens regisseur Aaron Keller ‘de focus tijdens het ontwikkelproces van de game belemmerde’. Dat is geen vreemde redenering, maar PvE was wel juist datgene dat Overwatch 2… nou ja, Overwatch 2 maakte. Uiteindelijk was de lancering van de ‘nieuwe’ game vooral een grote update, met drie nieuwe personages, wat extra arena’s en een nieuwe 5v5-opzet in plaats van 6v6. Er stond nu slechts een ‘2’ achter.

©Blizzard

Een alternatieve toekomst

Recent werd aangekondigd dat Overwatch 2 het cijfer van de naam afknipt met het twintigste seizoen en dus weer gewoon Overwatch heet – we zijn dus weer terug bij af. Ik stapte zelf destijds op de Overwatch-trein door juist de belofte van PvE in het vervolg, en heb uiteindelijk pakweg 300 uren tussen beide games verdeeld. Hoewel ik naarmate de tijd vorderde wat uren in de competitieve modus stak, maakte het spelen met vrienden de ervaring écht vermakelijk.

Gezellig kletsen, schreeuwen tegen willekeurige teamgenoten en de mix van tactiek en variatie die de vele personages in Overwatch bieden: dat staat mij bij. Een PvE-modus waarin juist dat samenspel en de speelwijze van de verschillende heroes aan te passen zijn naar jouw speelstijl was een soort heilige graal, die uiteindelijk dus nooit verscheen. Dat is eeuwig zonde. De competitieve e-sportscene van Overwatch is al sinds het begin een belangrijk aspect van de game, dus ergens is het begrijpelijk dat het team dit niet uit het oog wilde verliezen.

©Blizzard

Maar juist in de laatste jaren zien we een interessante verschuiving naar PvE, of in ieder geval multiplayer-ervaringen die niet geheel om competitie draaien. Denk aan Helldivers 2 van een paar jaar terug, waarin vrienden en willekeurige spelers het opnemen tegen legioenen aan vijanden – en zelfs wereldwijd samen naar een doel werken. Of de explosie aan zogenaamde ‘friendslop’ games als Peak en Lethal Company, die geheel draaien om het samen uitvoeren van taken als een berg beklimmen of het verzamelen van schroot. Een game als Arc Raiders bevat daarbij ook PvP-elementen, maar staat ook bij omdat meerdere spelers samen kunnen komen om een gigantische robot te verslaan. Video’s waarbij spelers plots oude vrienden tegenkomen in de game tonen aan waarom PvE momenteel zó ontzettend leuk kan zijn.

De realiteit

Het is achteraf makkelijk te zeggen, maar de originele visie voor Overwatch 2 had best een prominente rol in het huidige gamelandschap kunnen bekleden. Met de aankondiging werden uitgebreide skilltrees getoond voor de verschillende personages waar Overwatch om bekendstaat.

©Blizzard

Een van Mei’s speciale vaardigheden is bijvoorbeeld het veranderen in een ijspegel, om zo health terug te verdienen en een paar seconden onverwoestbaar te zijn. Met een van de skills die getoond werd veranderde deze ijspegel in een ijsbal, waarmee ze op spectaculaire wijze door groepen vijanden kan kegelen. De PvE-modus had de potentie om een soort zandbak voor dergelijke ideeën en ingrijpende veranderingen voor het klassieke Overwatch te worden. Een speelsere mix van skills en samenwerking om juist die avonturen uit bijvoorbeeld een Helldivers 2 te nabootsen. De tactische teamgameplay had dan ook niet hoeven verdwijnen, het zou juist vet geweest zijn om met vrienden verschillende skills af te stemmen en los te laten op de robots van Null Sector.

Dat is nog zoiets: de lore en verhaallijn van Overwatch zijn ontzettend interessant, en had meer in de schijnwerpers kunnen staan met de PvE-insteek. Nog voordat ik de games überhaupt had aangeraakt, verslond ik de prachtig geanimeerde filmpjes van Blizzard en verhalen die ze voor de personages uitbrachten.

Watch on YouTube

Wat ik dan ook zie van de nieuwe update wringt met mijn gevoel. Ja, het lijkt erop dat Blizzard een inhaalslag maakt en sneller met nieuwe personages komt om de game fris te houden. Het wekt de indruk dat we weer terug zijn bij het ‘oude’ Overwatch, en dat de ontwikkelaar nog altijd een sterke hero shooter wil behouden nu concurrenten als Marvel Rivals het speelveld hebben betreden. Toch kan ik het niet laten om te fantaseren over hoe Overwatch meer had kunnen zijn dan een hero shooter.

De realiteit is dat het Overwatch-team geen goede balans wist te vinden tussen het bijhouden van de PvP- en competitieve scene van Overwatch en de ontwikkeling van de PvE. Zonde, want zeker in het huidige multiplayerklimaat, waar mensen steeds meer achterover lijken te hangen om met elkaar te spelen in plaats van tegen elkaar, had het originele Overwatch 2 perfect gepast.

▼ Volgende artikel
We geven Mario Tennis Fever weg voor de Switch 2
Huis

We geven Mario Tennis Fever weg voor de Switch 2

Samen met onze vrienden van bol geven we wekelijks een nieuwe game weg, en deze week is dat natuurlijk Mario Tennis Fever.

Fever verscheen namelijk deze week voor de Nintendo Switch 2 en is volgens onze Simon een uitstekende Mario-sportgame. Met z'n Fever Rackets - die speciale slagen vol onvoorspelbare effecten mogelijk maken - goede basisgameplay en flink wat content weet Fever boven de afgelopen delen uit te stijgen:

Mario Tennis Fever barst van de content. De vele personages, banen en rackets geven unieke, diepere lagen aan de gameplay en multiplayerpotjes gaan met grote glimlach en een berg vertier gespeeld worden. Jammer voor de wat volwassenere spelers dat die volgende laag diepgang nét niet geraakt wordt. Daarvoor is het singleplayeraanbod niet genoeg, de tegenstanders niet uitdagend genoeg en ontbreekt er hier en daar net wat finesse. Maar ga zo door, Nintendo. Mario Tennis Fever zit namelijk wél in de richting van die tijdloze Camelot-klassiekers waar we zo naar hunkeren.

Winnen

Wat moet je doen om te winnen? Ga naar de website van bol, vind de productcode in de url (bestaande uit zestien cijfers) en vul die hieronder in het invulformulier in! Vergeet ook niet je naam en emailadres in te vullen, dan sturen we je zo snel mogelijk een code om de game fysiek op bol.com te bestellen!

Werkt het formulier niet? Klik dan hier.

Watch on YouTube