Un motor de acción en primera persona es un motor de juego de vídeo especializado para la simulación 3D entornos para su uso en un juego de disparos en primera persona juego de video . La primera persona se refiere a la vista donde los jugadores ven el mundo desde los ojos de sus personajes. Shooter se refiere a juegos que giran principalmente en torno a empuñar armas de fuego y matar a otras entidades en el mundo del juego, ya sean personajes no jugadores u otros jugadores.
El desarrollo de los motores gráficos FPS se caracteriza por un aumento constante de tecnologías, con algunos avances. Los intentos de definir generaciones distintas conducen a elecciones arbitrarias de lo que constituye una versión altamente modificada de un "motor antiguo" y lo que es un motor nuevo.
La clasificación es complicada ya que los motores de juego combinan tecnologías antiguas y nuevas. Las características consideradas avanzadas en un nuevo juego un año, se convierten en el estándar esperado el próximo año. Los juegos con una combinación de características antiguas y nuevas son la norma. Por ejemplo, Jurassic Park: Trespasser (1998) introdujo la física en el género FPS, que no se volvió común hasta alrededor de 2002. Red Faction (2001) presentó un entorno destructible , algo que aún no es común en los motores años después.
Cronología
Décadas de 1970 y 1980: primeros motores gráficos FPS
El renderizado de juegos para esta primera generación de FPS ya se realizaba desde la perspectiva de la primera persona y con la necesidad de disparar cosas, sin embargo, en su mayoría se componían con gráficos vectoriales .
Hay dos posibles reclamantes para el primer FPS, Maze War y Spasim . [1] Maze War se desarrolló en 1973 e involucró a un solo jugador que se abría paso a través de un laberinto de pasillos renderizados usando una perspectiva fija. Las capacidades multijugador , donde los jugadores intentaban dispararse entre sí, se agregaron más tarde y se conectaron en red en 1974. Spasim se desarrolló originalmente en 1974 e involucró a jugadores que se movían a través de un universo 3D de estructura de alambre. Spasim puede ser jugado por hasta 32 jugadores en la red PLATO . [2]
Desarrollado internamente por Incentive Software , el motor Freescape se considera uno de los primeros motores 3D patentados que se utilizará para juegos de computadora, aunque el motor no se usó comercialmente fuera de los propios títulos de Incentive. El primer juego en utilizar este motor fue el juego de rompecabezas Driller en 1987. [3]
Principios de la década de 1990: Wireframes a mundos y texturas 2.5D
Los juegos de esta generación a menudo se consideran clones de Doom . No eran capaces de renderizar completamente en 3D, pero utilizaron técnicas de lanzamiento de rayos 2.5D para dibujar el entorno y sprites para dibujar enemigos en lugar de modelos 3D . Sin embargo, estos juegos comenzaron a usar texturas para renderizar el entorno en lugar de simples modelos de estructura de alambre o colores sólidos.
Hovertank 3D , de id Software , fue el primero en usar esta técnica en 1990, pero todavía no usaba texturas , una capacidad que se agregó poco después en Catacomb 3D (1991), luego con el motor Wolfenstein 3D que luego se usó por varios otros juegos. Catacomb 3D también fue el primer juego en mostrar la mano del jugador en la pantalla, lo que fomenta la implicación del jugador en el papel del personaje. [1]
El motor 3D de Wolfenstein todavía era muy primitivo. No aplicó texturas al piso ni al techo, y el yeso restringió las paredes a una altura fija, y los niveles estaban todos en el mismo plano.
A pesar de que todavía no usaba 3D verdadero, id Tech 1 , usado por primera vez en Doom (1993) y nuevamente de id Software , eliminó estas limitaciones. También introdujo por primera vez el concepto de partición de espacio binario (BSP). Otro gran avance fue la introducción de habilidades multijugador en el motor. [1] Sin embargo, debido a que todavía estaba usando 2.5D, era imposible mirar hacia arriba y hacia abajo correctamente en Doom, y todos los niveles de Doom eran en realidad bidimensionales. [1] [4] Debido a la falta de un eje z, el motor no permitía el soporte de una habitación a otra.
El éxito de Doom generó varios juegos usando el mismo motor o técnicas similares, dándoles el nombre de clones de Doom . El motor de construcción , utilizado en Duke Nukem 3D (1996), eliminó más tarde algunas de las limitaciones de id Tech 1, como el motor de construcción que puede tener soporte para habitación sobre habitación al apilar sectores en la parte superior de los sectores, sin embargo, Las técnicas utilizadas siguen siendo las mismas.
Mediados de la década de 1990: modelos 3D, inicios de la aceleración por hardware
A mediados de la década de 1990, los motores de juegos recrearon verdaderos mundos en 3D con geometría de niveles arbitrarios. En lugar de sprites, los motores utilizaron objetos poligonales simplemente texturizados ( texturizado de una sola pasada, sin detalles de iluminación) .
FromSoftware lanzó King's Field , un título de acción en tiempo real en primera persona libre de polígono completo para Sony PlayStation en diciembre de 1994. El lanzamiento 32X de Sega , Metal Head, era un juego de simulación de mechas de disparos en primera persona que utilizaba texturas en 3D totalmente mapeadas . gráficos poligonales . [5] Un año antes, Exact lanzó el juego de computadora Sharp X68000 Geograph Seal , un juego de disparos en primera persona poligonal completamente en 3D que empleaba la mecánica del juego de plataformas y tenía la mayor parte de la acción en entornos al aire libre de itinerancia libre en lugar de los laberintos de los pasillos de Wolfenstein 3D . Al año siguiente, Exact lanzó su sucesor para la consola PlayStation, Jumping Flash! , que usó el mismo motor de juego pero lo adaptó para poner más énfasis en las plataformas que en los disparos. ¡El flash saltarín! serie continuó utilizando el mismo motor. [6] [7]
Dark Forces , lanzado en 1995 por LucasArts , ha sido considerado como uno de los primeros juegos de disparos en primera persona "verdaderos 3-D" [ cita requerida ] . Su motor, el Jedi Engine , fue uno de los primeros que admitió un entorno en tres dimensiones: las áreas pueden existir una al lado de la otra en los tres planos, incluso una encima de la otra (como las historias de un edificio). Aunque la mayoría de los objetos en Dark Forces son sprites, el juego incluye soporte para objetos texturizados renderizados en 3D. Otro juego considerado como uno de los primeros verdaderos juegos de disparos en 3D en primera persona es Descent, el juego de disparos de 1994 de Parallax Software . [ cita requerida ]
El motor de Quake ( Quake , 1996) usó menos sprites animados y usó verdadera geometría e iluminación en 3D, usando técnicas elaboradas como z-buffering para acelerar el renderizado. Quake también fue el primer juego en 3D real en utilizar un sistema de diseño de mapas especial para preprocesar y pre-renderizar el entorno 3D: el entorno 3D en el que se desarrolló el juego (referido por primera vez como Mapa ) se simplificó durante la creación. del mapa para reducir el procesamiento requerido al jugar el juego.
También se agregaron mapas de luz estáticos y fuentes de luz 3D en los archivos BSP que almacenan los niveles, lo que permite una iluminación más realista.
Las primeras unidades de procesamiento de gráficos [8] aparecieron a fines de la década de 1990, pero muchos juegos aún admitían renderizado por software en ese momento. id Tech 2 ( Quake II , 1997) fue uno de los primeros juegos en aprovechar los gráficos acelerados por hardware [9] ( id Software posteriormente modificó Quake para agregar soporte OpenGL al juego).
GoldSrc , el motor derivado del motor Quake de Valve for Half-Life (1998), agregó soporte Direct3D y un marco esquelético para representar mejor a los NPC , [10] [11] y también mejoró en gran medida la inteligencia artificial (AI) de los NPC en comparación con el motor Quake. [10]
Finales de la década de 1990: color completo de 32 bits y las GPU se vuelven estándar
Este período vio la introducción de las primeras tarjetas de video con Transformación, recorte e iluminación (T&L) . La primera tarjeta con esta tecnología innovadora fue la GeForce 256 . Esta tarjeta era superior a lo que 3dfx tenía para ofrecer en ese momento, a saber , Voodoo3 , que solo se quedó corto debido a la falta de T&L. Empresas como Matrox con su G400 y S3 con su Savage4 se vieron obligadas a retirarse del mercado de juegos 3D durante este período de tiempo. Un año después, ATI lanzó su Radeon 7200 , una verdadera línea de tarjetas gráficas competidoras.
Si bien todos los juegos de este período admitían el color de 16 bits , muchos también estaban adoptando el color de 32 bits (en realidad, el color de 24 bits con un canal alfa de 8 bits). Pronto, muchos sitios de referencia comenzaron a promocionar 32 bits como estándar. El Unreal Engine , utilizado en una gran cantidad de juegos FPS desde su lanzamiento, fue un hito importante en ese momento. [12] Usó la API Glide , desarrollada específicamente para las GPU 3dfx , [11] en lugar de OpenGL . Probablemente la principal razón de su popularidad fue que la arquitectura del motor y la inclusión de un lenguaje de secuencias de comandos facilitó su modificación . [13] [14] Otra mejora de Unreal en comparación con la generación anterior de motores fue su tecnología de red , que mejoró enormemente la escalabilidad del motor en el modo multijugador . [15]
id Tech 3 , utilizado por primera vez para Quake III Arena , mejorado con respecto a su predecesor al permitir almacenar animaciones mucho más complejas y fluidas. También había mejorado la iluminación y el sombreado e introducido sombreadores y superficies curvas. [dieciséis]
Principios de la década de 2000: detalles cada vez mayores, entornos al aire libre y física de muñeco de trapo
El nuevo hardware de gráficos proporcionó nuevas capacidades, lo que permitió a los nuevos motores agregar varios efectos nuevos, como efectos de partículas o niebla, así como aumentar la textura y el detalle de los polígonos. Muchos juegos presentaban grandes entornos al aire libre, vehículos y física de muñecos de trapo .
Requisitos promedio de hardware de video: generalmente se requería una GPU con hardware T&L como DirectX 7.0 GeForce 2 o Radeon 7200 . Se recomendaron las GeForce 3 o Radeon 8500 de próxima generación debido a su arquitectura más eficiente, aunque sus sombreadores de píxeles y vértices DirectX 8.0 fueron de poca utilidad. Un puñado de juegos todavía admitían conjuntos de chips DirectX 6.0 como RIVA TNT2 y Rage 128 , y renderizado de software (con un Intel GMA integrado ), aunque era evidente que incluso una CPU potente no podía compensar la falta de hardware T&L.
Los motores de juegos desarrollados originalmente para la plataforma de PC , como Unreal Engine 2.0 , comenzaron a adaptarse para consolas de sexta generación como PlayStation 2 o GameCube , las que ahora tienen el poder de la computadora para manejar videojuegos con uso intensivo de gráficos.
Mediados de la década de 2000: iluminación y sombreadores de píxeles, física
La nueva generación de chips gráficos permitió que las texturas basadas en sombreadores de píxeles , el mapeo de protuberancias y las tecnologías de iluminación y sombreado se volvieran comunes. Las tecnologías de sombreado incluían HLSL (para DirectX ), GLSL (para OpenGL ) o Cg .
Esto dio lugar a la obsolescencia de DirectX 7,0 chips gráficos tales como el extendido GeForce 2 y Radeon 7200 , así como DirectX 6.0 chipsets tales como RIVA TNT2 y RAGE 128 , y se integra de a bordo aceleradores gráficos . Hasta esta generación de juegos, una CPU potente podía compensar de alguna manera una tarjeta de video más antigua. Requisitos medios de hardware de vídeo: el mínimo era una GeForce 3 o Radeon 8500 ; se recomendaba encarecidamente la GeForce FX, Radeon 9700 (u otras tarjetas con compatibilidad con Pixel shader 2.x ). La Radeon 9700 demostró que el anti-aliasing (AA) y / o el filtrado anisotrópico (AF) podrían ser opciones totalmente utilizables, incluso en los títulos más nuevos y exigentes en ese momento, y resultó en la aceptación generalizada de AA y AF como características estándar. . AA y AF habían sido compatibles con muchos chips gráficos anteriores antes de esto, pero tenían un gran impacto en el rendimiento y, por lo tanto, la mayoría de los jugadores optaron por no habilitar estas funciones.
Con estas nuevas tecnologías, los motores de juego presentaban entornos interiores / exteriores perfectamente integrados, sombreadores usados para animaciones más realistas (personajes, agua, efectos climáticos, etc.) y, en general, un mayor realismo. El hecho de que la GPU realizara algunas de las tareas que ya realizaba la CPU y, en general, el aumento de la potencia de procesamiento disponible, permitió agregar efectos físicos realistas a los juegos, por ejemplo, con la inclusión del motor de física Havok en la mayoría de los videos. juegos. [17] La física ya se había agregado en un videojuego en 1998 con Jurassic Park: Trespasser , pero las capacidades de hardware limitadas en ese momento, y la ausencia de un middleware como Havok para manejar la física lo había convertido en un fracaso técnico y comercial. [18]
id Tech 4 , utilizado por primera vez para Doom 3 (2004), utilizó una iluminación por píxel completamente dinámica , mientras que anteriormente, los motores 3D se habían basado principalmente en la iluminación por vértice o mapas de luz precalculados y el sombreado de Gouraud . El enfoque de volumen de sombras utilizado en Doom 3 permitió una iluminación y sombras más realistas, [19] sin embargo, esto tuvo un precio, ya que no podía generar sombras suaves, y el motor era principalmente bueno en interiores. Más tarde, esto se rectificó para trabajar con vastos espacios al aire libre, con la introducción de la tecnología MegaTexture en el motor id Tech 4 .
El mismo año, Valve lanzó Half-Life 2 , impulsado por su nuevo motor Source . Este nuevo motor fue notable porque, entre otras cosas, tenía animaciones faciales muy realistas para los NPC , incluida lo que se describió como una impresionante tecnología de sincronización de labios . [20]
Finales de la década de 2000: el enfoque del fotorrealismo
Las mejoras adicionales en GPU como Shader Model 3 y Shader Model 4 , que fueron posibles gracias a los nuevos conjuntos de chips gráficos como las series GeForce 7 o Radeon X1xxx , permitieron mejoras en los efectos gráficos.
Los desarrolladores de esta era de motores 3D a menudo promocionan su calidad cada vez más fotorrealista . Casi al mismo tiempo, los deportes electrónicos están comenzando a llamar la atención. Estos motores incluyen materiales realistas basados en sombreadores con física predefinida, entornos con objetos procedimentales y basados en sombreadores de vértices ( vegetación , escombros, objetos hechos por humanos como libros o herramientas), animación procedimental , efectos cinematográficos ( profundidad de campo , desenfoque de movimiento , etc.), renderizado de alto rango dinámico y modelos de iluminación unificada con sombras suaves e iluminación volumétrica .
Sin embargo, la mayoría de los motores capaces de estos efectos son evoluciones de motores de la generación anterior, como Unreal Engine 3 , Dunia Engine y CryEngine 2 , id Tech 5 (que se utilizó con Rage y hace uso de la nueva tecnología Virtual Texturing [ 21] ).
Los primeros juegos que usaron Unreal Engine 3 se lanzaron en noviembre de 2006, y el primer juego que usó CryEngine 2 ( Crysis ) se lanzó en 2007.
Principios de la década de 2010: mezclas de técnicas gráficas
Las mejoras adicionales en GPU como Shader Model 5 , que fueron posibles gracias a los nuevos conjuntos de chips gráficos como la serie GeForce 400 o la serie Radeon HD 5000 y posteriores, permitieron mejoras en los efectos gráficos. como el mapeo de desplazamiento dinámico y la teselación .
A partir de 2010, se habían lanzado dos próximas evoluciones de los principales motores existentes: Unreal Engine 3 en DirectX 11 que impulsó Samaritan Demo [22] (y que se usa con Batman: Arkham City , Batman: Arkham Knight y más juegos UE3 basados en DX11) y CryEngine 3 , que alimenta a Crysis 2 y Crysis 3 .
Pocas empresas habían discutido planes futuros para sus motores; id Tech 6 , el eventual sucesor de id Tech 5, fue una excepción. La información preliminar sobre este motor, que aún se encontraba en las primeras fases de desarrollo, tendía a mostrar que id Software estaba mirando hacia una dirección en la que se mezclarían el trazado de rayos y los gráficos rasterizados clásicos . [23] Sin embargo, según John Carmack , el hardware capaz de id Tech 6 aún no existía. [24] El primer título que utiliza el motor, Doom , se lanzó a mediados de 2016.
En septiembre de 2015, Valve lanzó Source 2 en una actualización de Dota 2 . [25]
Ver también
- Motor de juegos
- Lista de motores de juegos
- Lista de motores de disparos en primera persona
Referencias
- ^ a b c d Dharamjit Rihal. "La historia de los tiradores en primera persona" (PDF) . Consultado el 4 de julio de 2009 .
- ^ "La historia del FPS. Un pictórico" . 2007-04-11 . Consultado el 4 de julio de 2009 .
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- ^ Sello geográfico (X68000) , el siguiente nivel
- ^ Fahs, Travis (4 de noviembre de 2008). "Jumping Flashback" . ign.com . Consultado el 20 de abril de 2018 .
- ^ como Voodoo , Voodoo 2 o Riva TNT , o más tarde los conjuntos dechips DirectX 6.0más potentescomo Voodoo3 , RIVA TNT2 y Rage 128
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Probablemente el mayor atractivo de Unreal fue la capacidad de modificarlo. Tim Sweeney (fundador de Epic) escribió un motor de scripting simple en el juego llamado UnrealScript.
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- ^ "Doom 3" . ixbtlabs.com . Consultado el 9 de agosto de 2009 .
La principal ventaja del nuevo sistema de iluminación (además del mencionado control directo de un artista sobre su obra maestra) es la capacidad de renderizar sombras en tiempo real para cada fotograma (...) En segundo lugar, es muy difícil renderizar borroso, "suave "Sombras que prevalecen en la realidad utilizando volúmenes de sombras. (...) En tercer lugar, resumiendo los dos párrafos anteriores, llegamos a la conclusión de que los volúmenes de sombras no se ajustan bien para renderizar sombras en vastos espacios abiertos.
- ^ "Half-Life 2" . Eurogamer . 2004-11-14 . Consultado el 9 de agosto de 2009 .
Pero, sin embargo, los detalles increíblemente realistas y la atención incomparable a los detalles en la animación facial y corporal dan vida a los personajes como ningún juego se ha acercado a hacerlo. Hace seis años había un puñado de modelos faciales, bolsas de imaginación y un gran trabajo de voz; ahora tenemos una enorme lista de actores que tienen mucho que decir (con sincronización de labios dinámica impresionantemente precisa) y lo hacen con una variedad tan impresionante de emociones visibles que infunden al juego una credibilidad sorprendente que cambiará la forma en que las personas ver juegos para siempre
- ^ "De la virtualización de texturas a la paralelización masiva" (PDF) . Id Software . Agosto de 2009. Archivado desde el original (PDF) el 7 de octubre de 2009 . Consultado el 7 de julio de 2009 .
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Lo que John considera útil para el trazado de rayos es un modelo de datos muy específico que ha creado llamado "octárboles de voxel dispersos" que le permiten almacenar inmensas cantidades de datos de una manera a la que se puede acceder fácilmente utilizando métodos de trazado de rayos (...). El modelo de datos y el algoritmo en el que se está trabajando para id Tech 6 permitirían, según John, cantidades casi infinitas de detalles geométricos en el mundo sin los problemas observados con los motores de teselación o tratando de almacenar gigabytes de datos localmente.
- ^ "QuakeCon 08: id Tech 6 Will Utilin Entrevista a Carmack. Rage, id Tech 6, Doom 4 Detalles y más!" . PC máximo . 2008-07-15.
Sigo pensando que queda una generación más en la que virtualizamos la geometría con id Tech 6 y hacemos algunas cosas que son verdaderamente revolucionarias. (...) Sé que podemos ofrecer una patada de próxima generación, si podemos virtualizar la geometría como virtualizamos las texturas; podemos hacer cosas que nadie ha visto antes en juegos.
- ^ "Dota 2 - Renacido" . Dota2.com . Consultado el 23 de junio de 2016 .