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Todo lo que Quisiste Saber Sobre los Engines 3D
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Renderizado de un personaje de QUAKE 2.Otra característica importante de un engine 3D y por la cual requieren equipos buenos, es que gran parte de lo que nos presentan esta dibujado en tiempo real, es decir, ese mismo instante (valga la aclaración que ciertos elementos pueden estar predibujados, aúnque actualmente este caso es extraño). Como es imposible saber que lado verá el usuario, siempre hay que tener todo diseñado de tal manera que el sistema gráfico podrá dibujar cualquiera de ellos, en cuanto sea requerido y sin retraso. Hay un sin fin de trucos técnicos para dar fluídez a esta presentación in situ, entre ellos las memorias Z (Z buffers) que permiten dibujar la siguiente imagen por detrás mientras el usuario ve la primera. Esta capacidad de cálculo y presentación se mide en imágenes por segundo (fps, frames per second) y dependen mucho de la tecnología en uso y de la cantidad de memoria disponible, ni que decir de la velocidad del procesador. Además, claro, del diseño del propio engine. Por si acaso, aunque en este artículo hablemos de una imagen, de un objeto, hay que pensar de que siempre son varios objetos y ciertamente decenas de imagenes (pantallas) por segundo, no hay que olvidar que el procesador Pentium III promedio ya esta por su buen millardo (1000 millones) de instrucciones por segundo.

¿Que son los famoso sistemas de partículas y fluídos? Un engine 3D para resaltar debe ofrecer otros efectos interesantes, en tiempo real, entre ellos esta el cálculo de la luz, que sirve para saber que polígonos se veran afectados si tengo una luz en tal y tal ángulo que se mueve por tal y tal camino, esto permite ofrecer efectos de día, noche y horas intermedias, por ejemplo. Otros sitemas interesantes son los de partículas y fluídos que tienen que ver como se representa, gráficamente, sus efectos e influencias sobre los restantes polígonos del entorno. Más allá de referirse a cuan real nos resulta la representación del fuego, o el agua, o el humo, o la niebla, o la transparencia de los objetos, todos estos sistemas incorporan complejas formúlas matemáticas que nos permiten resolver como se vera un polígono (color, textura, claridad y opacidad de los pixeles, etcétera) tras recibir la influencia de los citados efectos, para a continuacion presentarlo en pantalla. No olvidar que no importa como o sobre que tipo de polígono base se realicen los cálculos el resultado final es un mapa de pixeles que va a la pantalla.

Renderizado de un personaje de SERAPHIM.Engines modernos como el de Blade ofrecen unos efectos de partículas y fluídos, traducidos en sombras y realismo de la sangre y el fuego, inucitados. Estos también representan muy bien efectos de transparencia, los pies de nuestro personaje en el agua, nuestro personaje visto desde detrás de un vidrio, etcétera. Todo esto incrementa el realismo y atractivo visual de un juego y es posible sólo gracias a la incrementada velocidad de cálculo de los procesadores modernos. Por ejemplo el demo de Blade en una Pentium MMX de milagro genera un fps, por lo que resulta muy aburrido y nada jugable.

¿Qué ventajas tiene usar una aceleradora de hardware? ¿por qué algunos juegos no tienen renderizado por software? La aceleración 3D por hardware (las tarjetas de aceleración 3D) en el mundo de la PC básicamente sólo son usadas para juegos, ya que más allá de para editores de vídeo, CAD y CAM carecen de uso para el usuario promedio. Su mayor característica es liberar al CPU principal de la sobrecarga de dibujar un ambiente 3D basado en polígonos, de tal manera que este procesador puede concentrarse en las otras inumerables tareas como ejecutar la IA de búsqueda de camino, realizar la operación de pensamiento de la IA de los bots, etcétera. Sin embargo, casi desde sus inicios las tarjetas de aceleración han ofrecido algo más que sólo un renderizado fuera del CPU. De ahí tenemos que muchas empezaron a ofrecer efectos especiales en la manera de APIs codificados en hardware como el OpenGL o el 3Dfx. La ventaja de esto era que ofrecían funciones especiales como, en ese entonces, humo y transparencia que eran ejecutados mucho más rápido de lo que sería su procesado normal mediante el CPU.

Wireframe y renderizado de un personaje de TEAM FORTRESS 2.Con Windows 95 aparece el famoso API DirectX que permite acceder al hardware de forma simple y rápida, su inevitable estandarización no sólo hace de que los controladores sean compatibles, sino que algunos componentes, como las tarjetas aceleradoras, estén empezando a incluir funciones especiales codificadas en hardware para acelerar su ejecución, mismas que son parte originaria del API. En muchos casos los juegos que presentan renderizado por software (siempre recomendando un equipo más rápido que cuando usamos aceleración por hardware), se ven mejor cuando usamos aceleradoras 3D, esto en principio se debe a que las tarjetas con las que es compatible el juego ofrecen funciones especiales que mejoran los efectos o la apariencia del renderizado. Por otro lado ciertos engines 3D pueden renderizar, digamos, 1000 polígonos por personaje con ayuda de una tarjeta y sólo, digamos, 600 cuando es renderizado por software. Lo cual ciertamente aumenta el detalle y el realismo de sus representaciones gráficas.

Cada vez son menos los engines que ofrecen renderizado por software, la respuesta de porque es sencilla, las nuevas tarjetas de aceleración incluyen una extensa gama de extras que permiten dar al juego mayor realismo y fluídez en sus graficos, además de que programar lo que estas tienen codificado en chips resulta pesado y, en resumen, muy costoso; además, claro, que el incremento en el conteo de polígonos haría necesario un equipo muy poderoso para renderizar por software. Casi siempre veremos mejores sistemas de fluídos, partículas, efectos de humo, luz, transparencia y afines con tarjetas aceleradoras que sin ellas, ¿por qué? porque su cálculo es más rápido por hardware que por software al ser ecuaciones bastante complejas y largas que hay que filtrar (procesar sobre) con ¡cada! polígono afectado.

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