青をこころに

ゲームの話をなんやかや。

ガチャの期待値を計算してみた(アズレン版)

スマホゲームといえばガチャ、ガチャといえばスマホゲームと言われて久しい昨今ですが。
僕が主戦場としているアズールレーン(アズレン)でも、ガチャは当然あるわけで。

イベントごとにピックアップガチャがあって、できれば全部引きたいんだけど、リソースにも限界があるし……
そういえば、ガチャをどのくらいの回数引いたら、ピックアップキャラを全部引けるのかな? と思って計算してみた、というお話です。

計算式

まず、期待値の計算式はこちら。
あ、「期待値」の意味がわからん人は、数学が得意な人に聞いてください。平均値、と思っておけばたぶん大丈夫だけども。

さて、

  • ピックアップキャラが全部で  n
  • 各ピックアップキャラの出現率が、それぞれ  p_1, p_2, ..., p_n
  • その他の条件なし (アズレンだとURの天井くらいだけど、それは考慮しない)

とすると、すべてのピックアップキャラを1回以上引く*1までにかかるガチャ回数の期待値 は、

  \dfrac {1}{p_1} + \dfrac {1}{p_2} + ... + \dfrac {1}{p_n}
 - \left( \dfrac {1}{p_1 + p_2} + \dfrac {1}{p_1 + p_3} + ... + \dfrac {1}{p_{n-1} + p_n} \right)
 + ...
 + \left( -1 \right)^{n+1} \dfrac {1}{p_1 + p_2 + ... + p_n}

と、なります。

「と、なります」じゃねぇよ! わからんわ! と思う方もいらっしゃるでしょうが、ここは飲み込んでいただきたい。*2

一応、日本語で書くとこんな感じ。*3

 1つずつの確率の逆数を計算して全部足す
→2つずつの確率を足して、逆数を計算して全部足す。全体の符号はマイナス
→3つずつの(以下略)、符号は直前のものの逆
→……
→n個の確率を全部足して、逆数を計算する。符号は、nが偶数ならマイナス、奇数ならプラス (プラス、マイナスは交互なので)

具体的に計算してみる

で、実際にどのくらいになるの? ということで、計算してみましょう。
アズレンのイベント「吟ずる瑠璃の楽章」(2022/4/28〜)では、ピックアップは以下の通りでした。

  • SSR (出現率 2%) : 2人
  • SR (出現率 2.5%) : 2人

なので、 n = 4, p_1 = p_2 = 0.02, p_3 = p_4 = 0.025 を上式に代入して、期待値は、

  \dfrac {1}{0.02} + \dfrac {1}{0.02} + \dfrac {1}{0.025} + \dfrac {1}{0.025}
 - \left( \dfrac {1}{0.02 + 0.02} + \dfrac {1}{0.02 + 0.025} + \dfrac {1}{0.02 + 0.025} + \dfrac {1}{0.02 + 0.025} + \dfrac {1}{0.02 + 0.025} + \dfrac {1}{0.025 + 0.025} \right)
 + \left( \dfrac {1}{0.02 + 0.02 + 0.025} + \dfrac {1}{0.02 + 0.02 + 0.025} + \dfrac {1}{0.02 + 0.025 + 0.025} + \dfrac {1}{0.02 + 0.025 + 0.025} \right)
 - \dfrac {1}{0.02 + 0.02 + 0.025 + 0.025}
 \fallingdotseq 94.3

となります。(計算合ってるかな?)
つまり、ピックアップキャラ4人すべてについて、それぞれ1回以上引くまでにかかる回数の平均が、約94.3回、ということですね。
予想より多いですか? それとも少ない?

で、それがどうしたのよ? (計算結果の使い道)

期待値の計算はできるようになったわけですが、ここで「へー、そーなんだー」では少しもったいない。
この計算した期待値を使うと、ガチャをコンプし続けるために、どのくらいのリソース*4が必要か? がわかるわけです。

たとえば、アズレンの2021年の全イベントガチャについて、ガチャコンプの期待値を合計すると、僕の計算では約1360回になります。
必要な資金は204万、メンタルキューブは2720個、ということに。*5
ガチャの回数が多くなればなるほど、全体として、期待値から大きくは外れなくなっていく*6ので、1年間の入手量がこの値以上あれば、コンプし続けることができそうです。

資金は現状問題ないでしょうから、問題はメンタルキューブですね。
ここでは、ガチャコンプのためのメンタルキューブは、積極的に集めにいけば、無課金でも十分集められる(と思う)、とだけ書いておきます。*7

結論

  • 計算できたよ! 計算式は上記 (URの天井は考えてないけど)
  • 無課金でもガチャコンプできそう。アズレンはやはり神ゲー(ガチャに関しては)

とはいえ、ガチャって結局は運なんですよね。引けない時は引けない。
なので、「期待値をはるかにオーバーしても、引けねーじゃねーか!」っていうこともあるかと思いますが、そのときには、僕でも運営でもない何かを呪ってください。

アズレン以外のゲームの場合は?

アズレン以外のゲームでも、基本的には同じように計算できる、のですが、

  • 10連引いたらSSR以上確定
  • 天井あり
  • 同じキャラを複数重ねて引かないといけない

など、単純に計算できない要素があると、上記の式はそのままでは使えません。悪しからず。

*1:いわゆる「ガチャコンプ」(ガチャのコンプリート)。「コンプガチャ」にあらず。アズレンの場合、同キャラを2回以上引く必要はない

*2:たぶん、そのうち説明を書きます

*3:これを読んでわかる人は、式を見てもわかるんだよな、とか言わないように

*4:ガチャを引くために必要なゲーム内アイテム。アズレンだと資金とメンタルキューブ

*5:URの天井を考慮してないので、実際にはもう少し少なくなります

*6:大数の法則

*7:本当かな? あまり真面目に計算してない……