É inerentemente desequilibrado

Você está usando maneiras de determinar o sucesso / falha usando métodos que geram probabilidades diferentes. Por esse motivo, não é justo / equilibrado.

Dito isto, vamos fazer uma análise mais detalhada das probabilidades de alcançar um determinado resultado usando os dois métodos.

A probabilidade de rolar pelo menos n é 1- (probabilidade de rolar mais baixo com todos os dados), ou seja,

d20 (\ $ 1 \ leq n \ leq 20 \ $ apenas) $$ p = 1 - \ esquerda (\ frac {n-1} {20} \ direita) ^ 2 $$

d30
$$ p = \ frac {31-n} {30} $$

A tabela abaixo mostra as probabilidades de alcançar pelo menos um determinado resultado com as duas maneiras de determinar o resultado.

$$\begin{array}{r|r|r} min\;roll&d30&max(2d20)\\\hline 1&1.0000&1.0000\\\hline 2&0.9667&0.9975\\\hline 3&0.9333&0.9900\\\hline 4&0.9000&0.9775\\\hline 5&0.8667&0.9600\\\hline 6&0.8333&0.9375\\\hline 7&0.8000&0.9100\\\hline 8&0.7667&0.8775\\\hline 9&0.7333&0.8400\\\hline 10&0.7000&0.7975\\\hline 11&0.6667&0.7500\\\hline 12&0.6333&0.6975\\\hline 13&0.6000&0.6400\\\hline 14&0.5667&0.5775\\\hline 15&0.5333&0.5100\\\hline 16&0.5000&0.4375\\\hline 17&0.4667&0.3600\\\hline 18&0.4333&0.2775\\\hline 19&0.4000&0.1900\\\hline 20&0.3667&0.0975\\\hline 21&0.3333&0.0000\\\hline 22&0.3000&0.0000\\\hline 23&0.2667&0.0000\\\hline 24&0.2333&0.0000\\\hline 25&0.2000&0.0000\\\hline 26&0.1667&0.0000\\\hline 27&0.1333&0.0000\\\hline 28&0.1000&0.0000\\\hline 29&0.0667&0.0000\\\hline 30&0.0333&0.0000 \end{array}$$

Observe que apenas para rolos necessários de 15 ou superior, o d30 é realmente preferível.

Veja também este gráfico (gerado por @IlmariKaronen):

Se você estiver usando isso para jogadas de ataque, há uma desvantagem adicional do d30: A probabilidade de rodar um 20 diminui, mesmo em comparação com o lançamento de um único d20: \ $ 0.0333 ... \ $ em comparação com o \ $ 0.0975 \ $ de rolar um d20 com vantagem ou \ $ 0.05 \ $ para rolar um único d20.

Para atacar, a chance de acertar geralmente é de 50 a 60%, fazendo com que você acerte o 9 com mais de 11% menos chances de atingir o alvo, além de diminuir a probabilidade de um acerto crítico em cerca de 6.4%.

Conclusão

Usar a opção d30 é preferível apenas para verificações de capacidade difíceis que exijam um rolo de 15 ou superior.

Não, porque você está quebrando a precisão limitada

Rolar um d30 permitiria alcançar resultados muito além do que o personagem normalmente pode alcançar. A mecânica de vantagens 5d2 da D&D 20e evita isso especificamente.

O D&D 5e segue uma filosofia de design chamada precisão limitada, onde o intervalo de números que um personagem pode rolar é intencionalmente limitado. Parte disso é a mecânica Advantage / Disvantage, que modifica elegantemente a probabilidade de sucesso sem alterar o intervalo de números que você pode rolar.

Compare isso com o D&D 3.5, onde situações vantajosas simplesmente lhe davam um bônus ou penalidade numérica, e várias condições poderiam ser acumuladas. Um assistente com + 5 to Knowledge (Arcana), que normalmente não pode exceder a verificação DC 25, pode adquirir vários bônus pequenos e fazer a verificação DC 30, que normalmente está além de sua capacidade.

Em resumo, o problema do uso de um d30 é a faixa 21-30, que torna o impossível possível. As regras do D&D 5e pressupõem que você não deva rolar tão alto e isso criará desequilíbrio como resultado.

Além disso, o d30 é realmente fraco na prática

Conforme resposta de fabian, as chances de rodar no 15 são realmente piores com um d30 do que com o 2d20. Só é estatisticamente benéfico nos rolos mais difíceis do 30% de d20. De fato, é ainda mais raro que o 30%, uma vez que CA e CD de economia têm uma probabilidade desproporcional de se agrupar em torno de lançamentos médios (por exemplo, 1d20 mais bônus contra 11 - 17).

Isso significa que o d30 é geralmente mais fraco que 2d20. Pior ainda, essa discrepância não é imediatamente óbvia para os jogadores, que provavelmente não realizaram uma análise estatística nas rolagens, e trabalharão com um conjunto de roletes de amostra muito pequeno para avaliar de forma confiável as tendências. O resultado é que é não é justo.

Mas se você do diga-lhes as probabilidades, então a solução ideal é sempre escolha o d30 ao fazer um rolo rígido conhecido e sempre escolha 2d20 em um rolo fácil. O resultado é que a fraqueza do d30 pode ser ignorada, portanto, seus benefícios não são equilibrados.

Usando o maravilhoso gráfico gerado por @IlmariKaronen, quero abordar especificamente um ponto específico da pergunta:

The idea is that the d30 is meant to be a high-risk, high-reward option

Em um caso geral (sem focar em nenhum valor específico de verificação de habilidade), eu diria que o risco é mostrado visualmente no gráfico como a área entre a curva d30 e a curva d20 em que a curva d20 é mais alta. Da mesma forma, a recompensa é a área entre as curvas em que a curva d30 é maior. Marquei essas áreas no gráfico aqui:

É óbvio, sem cálculos, que o azul recompensar área é muito maior do que o vermelho-laranja risco área. Então eu acho "baixo risco, alta recompensa" é a melhor maneira de descrever a opção d30.

Obviamente, as outras respostas destacam a precisão limitada e, se você souber o limite para a verificação de dificuldade, poderá fazer facilmente a escolha correta (com o d30 sendo melhor para qualquer coisa> = 15).

Também podemos olhar para a média (ou valor esperado). A média de d20 com vantagem é de cerca de 13.8. A média do d30 é 15.5. Portanto, em média, também podemos dizer que o d30 é melhor que o d20 com vantagem (apenas em termos do valor resultante, ignorando a distribuição de verificações de CD que um jogador pode enfrentar).

(Eu também observaria que, como as rolagens dos dados são discretas, a área não é a noção correta - nós apenas queremos somar as diferenças em cada ponto. Mas ele comunica o ponto de maneira eficaz, então estou saindo como está.)

Alto risco, alta recompensa é a maneira errada de encará-la

Você alega que esse método é de alto risco e alta recompensa, pois tem mais variação. Outras pessoas entraram mais na matemática disso, mas eu gostaria de abordar esse ponto especificamente.

Um ótimo exemplo de alto risco e alta recompensa em D&D é o Reckless Attack de um bárbaro. Os ataques contra eles são mais propensos a acertar uma rodada - o risco - em troca de seus ataques também serem mais propensos a acertar - a recompensa. Você pode ver como eles trocam um ganho por um risco maior.

Agora, a grande maioria dos rolos do d20 em D&D é binária - eles são bem-sucedidos ou fracassam, e não se importam muito com o rolo além disso. Isso significa que a escolha entre dois sistemas de laminação, em um determinado rolo, não podes criar risco. Tudo o que eles podem fazer é alterar a probabilidade com a qual você se importa, e isso será estritamente bom ou estritamente ruim, dependendo do teste necessário.

Assim, escolher o que rolar a cada vez não cria a dinâmica que você deseja, mas apenas atrapalha o jogo com decisões e adivinhações de DC. Você pode implementar esse sistema no nível do personagem, onde cada jogador escolhe uma opção e permanece com ela, mas isso também não combina com a alta recompensa de alto risco - observe como o Ataque Imprudente é uma escolha a cada turno, porque às vezes você não precisa da recompensa e, portanto, não quer correr o risco. E, além de qualquer outra coisa, vale a pena evitar jogadores diferentes usando sistemas de dados diferentes, especialmente se alguém for percebido como melhor e os jogadores que usam o 'pior' se ressentirem disso.

É um pouco abaixo do esperado

A pergunta atualizada afirma que os números são fixados no intervalo 1-20 e detalha um método para determinar críticas que gera uma chance menor do que o método 2d20 padrão. Isso leva a opção d30 de um território "situacional, mas potencialmente interessante" para um "nicho muito grande para ser realmente útil".

Embora ainda produza melhores chances nas jogadas que exigem um 15 natural para 20, essa vantagem por si só não é suficiente para equilibrar a chance aumentada de falha em todas as outras jogadas.

Como já foi apontado muitas vezes antes, permitir que os jogadores escolham livremente um dos métodos para cada jogada resultará (depois que os jogadores descobrirem as chances) resultará na escolha do método apropriado com base no CD. Devido à opção d30 ser em sua maioria inferior, um jogador inteligente não a escolhe em situações em que a capacidade de alternar é limitada ou o CD é desconhecido.

Além disso, a complexidade adicional na determinação do resultado da jogada e / ou acertos críticos (além de comunicar essas novas regras), embora não seja grande, pode ser suficiente para atenuar a excitação dos jogadores em rolar um dado incomum para alguns de seus testes.