Orthogonal Unit Differentiation
Harvey Smith
witchboy@ionstorm.com
Intro – Ion Storm (Austin)
An EIDOS Studio
Deus Ex (PC/PS2)
Deus Ex 2, Thief 3
Action-RPG Focus
Intro – Harvey Smith
Unit Differentiation Is Universally Relevant
Deus Ex 1 & 2 (Action-RPG)
Fireteam (Team Sports)
Technosaur (RTS)
Cybermage (Shooter)
Ultima VIII CD (RPG)
System Shock (Action-RPG)
Super Wing Commander 3DO (Flight Sim)
Overview – O.U.D.
(O)rthogonal (U)nit(D)ifferentiation
A Talk AboutGame ‘Pieces’
Units, Enemies,Monsters, AI’s
…And How TheirDifferencesFacilitate/CreateGameplay
Overview – O.U.D.
Beginner ToIntermediate
RecognizableExamples
Minutes To Learn,Years To Master
Overview – O.U.D.
Abstract InApplication
Relevant To AllGenres, Cross-genre
Employs GenerallyApplicable, UsefulDesign Terms
Primary Terms -- Differentiation
Orthogonal
Unit
Differentiation
Game Design Principle
Granting Heterogeneous Qualities
Primary Functionality
Rogue Sneak Attack vs. Wizard Spellcasting
Secondary Traits (Durability, Speed, Damage)
Rogue 6 HP’s Vs Wizard 4 HP’s
In the Name of Strategic Interests
Facilitates Meaningful Decisions
Primary Terms -- Unit
Orthogonal
Unit
Game PieceCategorization
Enemy, CharacterClass, Vehicle, AI,Troop
Example – FireElemental
Differentiation
Primary Terms -- Orthogonal
Orthogonal
Related To Functional Axes
Math Term – “Right Angled”
Orthogonal Axes Have Nothing In Common
Example Properties – Armor vs. View Cone
No Amount Of X Will Move Y (And Vice Versa)
Design Vernacular
“By Degrees”
“Hidden Math”
Unit
Differentiation
High Concept – O.U.D.
Orthogonally Differentiating Game UnitsEncourages (Intentional) Strategic Play andExpands the Game’s Possibility Space
 
O.U.D. – A Useful Design Concept
High Contrast Roles For Each Game Unit
Facilitates Meaningful Decision Making
Allows Designers/Players to More Fully TakeAdvantage of the Game’s Environment
End Result – Interesting Units (Not Just MinorVariants)
Tangential Design Concepts
Intentionality
Goal – Playing According To Plan, Not Randomly
Player Should Understand The Game
Empowered to Make Meaningful Decisions
Feedback
Info About Game State
Usually In Response To Player Actions
Emergent Gameplay (2nd Order Consequences)
Game Behaviors Arising From Rules Interactions
Agency
The Player’s ‘Obvious’ Impact On The Game
Orthogonal Axes
X And Y Are PurelyOrthogonal
No Amount Of XProvides AnyMovement Along Y(And Vice Versa)
Orthogonal Axes
Math Metaphor –Spanning thePossibility Space
Archers Vs. River Transport
Lesser Vs. Greater Archers
Roughly Homogenous
Basic Function --Arrows
Slight NumericalDifferences
Damage Values, Hp’s
Mostly Overlap
Two Lesser EqualsOne Greater
Not OrthogonallyDifferentiated
Archers Vs. River Transport
Mostly Heterogeneous
Different PrimaryFunctions
Arrows Vs. RiverCrossing, TroopTransport
Little Overlap
No Amount Of OneEqual To Other
OrthogonallyDifferentiated
Archers Vs. River Transport
Game Budget –Two Units
Which Provides theGreatest Range ofPossibility?
Archer/Archer
Very Narrow
Archer/Transport
Very Wide
Litmus Test – Orthogonal
Unit X and Unit Y – Different PrimaryRoles
Tactical Deficiency of Unit X Can BeCompensated For By Unit Y
Tactical Deficiencies of Unit X CannotBe Compensated For By AdditionalUnit X
Litmus Test – Orthogonal
Archers vs. Riverboats
Archers Fire Arrows, Riverboats Transport
(Unit X and Unit Y – Different Primary Roles)
Archers Cannot Transport, Riverboats Can
(Tactical Deficiency of Unit X Can Be CompensatedFor By Unit Y)
Any Number of Archers Don’t Equate To EvenOne Riverboat (Vice Versa)
(Tactical Deficiencies of Unit X Cannot BeCompensated For By Additional Unit X)
Litmus Test – Not Orthogonal
Lesser Archers vs. Greater Archers
Both Archers (Primarily) Attack
(Unit X and Unit Y – Different Primary Roles)
Both Archers Share Deficiencies
(Tactical Deficiency of Unit X Can Be CompensatedFor By Unit Y)
Two Lesser Archers Are Equal To One GreaterArchers
(Tactical Deficiencies of Unit X Cannot BeCompensated For By Additional Unit X)
High Concept – O.U.D.
Orthogonally Differentiating Game UnitsEncourages (Intentional) Strategic Play andExpands the Game’s Possibility Space
 
O.U.D. – A Useful Design Concept
High Contrast Roles For Each Game Unit
Facilitates Meaningful Decision Making
Allows Designers/Players to More Fully TakeAdvantage of the Game’s Environment
End Result – Interesting Units (Not Just MinorVariants)
Example – Adventure
OrthogonallyDifferentiated
Black Bat
Dragon(s)
Only DifferentiatedBy Degree
Green Dragon
Red Dragon
Gold Dragon
Orthogonal Axes – Adventure
Bat vs. Dragon
Mostly No Overlap
Entirely DifferentRoles
Orthogonal Axes – Adventure
Dragon
Attacks Player
Vulnerable ToSword
Guards Objects
Orthogonal Axes – Adventure
Black Bat
Does Not AttackPlayer
Invulnerable ToSword
Steals andRedistributesObjects
“By Degrees” – Adventure
Dragons
Mostly Overlapping
Similar Roles
Minor Differences
“By Degrees” – Adventure
Dragons
Attack Player
Movement Speed
Chomp Speed
Sword Vulnerability
Guard Objects
Different Objects
Minor Variations
Yorkle – FearsGold Key, etc
Benefits Of O.U.D.
Spans the Design Space
Differentiated Player Experience
Developmental Efficiency
Communicates Role Of Unit
Makes Differences Obvious
Allows Tactically Meaningful Decisions
Exploits Primary Dynamic GameElement (Units)
Benefits – Coverage
Greater PossibilitySpace – Spans theDesign Space
Provides GreaterRange of Options
Emergent Gameplay
Different Units RequireDifferent Tactics
Memorable PlayerExperience
Benefits – Efficiency
Functionally Different Units
Fewer Units Equate to InterestingGameplay
Provide Combinatorial Range
Change Value Based On Context
Engage the Player Tactically
Cosmetically Different Units
Get Old Fast – You Need More Units
Benefits – Clarity
O.U.D. Communicates Role Of Unit
Mapping Context To Function Is Useful
Player Gets It -- Fireman Unit Puts Out Fires
Player Baffled – Green Dragon vs. Red
Provides Clues (Or Inspiration)
About Potential Tactics with Unit
Tactics Specific to Area or Situation
Riverboat Useful At River
Less Differentiated Units Are Harder to Parse
Paladin vs. Holy Knight – Subtle Difference
Paladin vs. Necromancer – Much Clearer
Benefits – Tactics
Tactically Meaningful Decisions
Interesting Trade-offs
Unit Synergy
In Combination Or In Opposition
Archers Transported By Riverboat
Archers Attacking Riverboat From Shore
Empowers the Player
Play with Intentionality
Win or Lose, Player Experiences Agency
Player 1 Uses River Strategically, Transporting Archers
Player 2 Fails to Employ Riverboats
Player 1 Wins – Both Players Understand
Benefits – Exploiting Units
Primary Dynamic Game Element
Environments Are Mostly Static
Units Move and Change
Units Often “Create Gameplay”
Player’s Primary Tools (Pawns)
Empowers Designers to Fully EmployTools
Game Supports River Transports
Designers Can Use Rivers Strategically
Synthesis
OrthogonallyDifferentiated Units
Clearly DefinedRoles
Clear FeedbackAbout Function
ConsistentBehavior Rules
Populous Units
Populous: The Beginning
Warriors
Melee Combat
Immune to Conversion If Engaged
Priests
No Combat
Can Convert Enemy Warriors
Emergent Gameplay
Initial Wave of Warriors – Enemy Warriors StopNear Priests
Listen to Conversion Chant
Now Converted – Standing Guard Near Priests
Successive Waves of Warriors – Engage NewlyConverted Warriors
Fighting Warriors Can’t Be Converted
Player Rings Base with Priests
First Wave of Warriors Converts
Successive Waves Are Not Converted
Second Order Consequence – Player Must ActivelyDefend
Differentiation By Degrees
Or, When To Deviate From O.U.D.
When It Makes Sense
Context/Player Expectations
Sniper, Medic, Engineer, Multipurpose Commando
Licensed Characters
To Avoid Over-complication
One Healer Cures Poison, Disease, Damage andSells Magic Potions
Not Meaningful Differentiation
Video Games Usually Feature Hybrids
Almost No One Does Purely O.U.D.
Meaningful Differentiation
(Healer Example)
O.U.D. Not A Formula For Fun
You Must Differentiate Meaningfully
Units Are Infinitely Divisible
Differentiation Should Swing the TacticalSituation Significantly
Should Allow For Tactical Outcome/Change
Victory
Defeat
Hybrid Example – DX Bots
Hybrid Example – DX Bots
Medbot
Common Functions
Responds To Alarm
Can Be Destroyed
Can Be Piloted
Bot Vulnerabilities
OrthogonallyDifferentiated PrimaryRole
Heals
Differentiated MinorFunctionality
Hover Movement
Hybrid Example – DX Bots
Repairbot
Common Functions
Responds To Alarm
Can Be Destroyed
Can Be Piloted
Bot Vulnerabilities
OrthogonallyDifferentiated PrimaryRole
Recharges/Repairs
Differentiated MinorFunctionality
Treaded Movement
Interesting Related Ideas
O.U.D. Applied To Emotional Behavior
Iconic Personas Respond Differently
Systems That Allow/EncouragePlayers to Design Orthogonal Units
Instead of Min/Maxing
RPG’s, Strategy Games, Starship Games
Summation – High Concept
Orthogonally Differentiating Game UnitsEncourages (Intentional) Strategic Play andExpands the Game’s Possibility Space
 
O.U.D. – A Useful Design Concept
High Contrast Roles For Each Game Unit
Facilitates Meaningful Decision Making
Allows Designers/Players to More Fully TakeAdvantage of the Game’s Environment
End Result – Interesting Units (Not Just MinorVariants)
Summation – Last Thoughts
O.U.D. – Representing Units By GameMechanics
Not Just By Fiction Or Art
Unit Differentiation Allows Designer andPlayer to More Fully Explore Your Game’sDesign Space
Orthogonal Differentiation Can Be Appliedto Many Game Design Elements
Weapons, Powerups, Traps, etc
Additional Design Terms
If You DownloadedThis…
Look Into The“Notes” Section ofthe TangentialDesign ConceptsSlide
Goodbye And Good Luck
Special Thanks
Doug Church, RobFermier, TimStellmach, Art Min
Ion Storm Austin
Orthogonal Unit Differentiation
Harvey Smith
WWW – Slide Location