Física del juego

La física de la animación por computadora o física de los juegos son leyes de la física tal como se definen en una simulación o videojuego , y la lógica de programación utilizada para implementar estas leyes. La física de los juegos varía mucho en su grado de similitud con la física del mundo real. A veces, la física de un juego puede estar diseñada para imitar la física del mundo real con la mayor precisión posible, con el fin de parecer realista al jugador o al observador. En otros casos, los juegos pueden desviarse intencionalmente de la física real con fines de juego. Los ejemplos comunes en los juegos de plataformas incluyen la capacidad de comenzar a moverse horizontalmente o cambiar de dirección en el aire y la capacidad de doble salto que se encuentra en algunos juegos. Establecer los valores de los parámetros físicos, como la cantidad de gravedad presente, también es parte de la definición de la física del juego de un juego en particular.

Hay varios elementos que forman los componentes de la simulación física, incluido el motor de física , el código del programa que se utiliza para simular la física newtoniana dentro del entorno, y la detección de colisiones , que se utiliza para resolver el problema de determinar cuándo dos o más objetos físicos en el entorno se cruzan en su camino.

Existen dos tipos principales de simulaciones físicas : simuladores de cuerpos rígidos y simuladores de cuerpos blandos . En una simulación de cuerpos rígidos, los objetos se agrupan en categorías según cómo deberían interactuar y requieren menos rendimiento. La física de cuerpos blandos implica simular secciones individuales de cada objeto de modo que se comporte de una manera más realista. ^[1]

Un aspecto común de los juegos de computadora que modelan algún tipo de conflicto es la explosión. Los primeros juegos de computadora usaban el simple recurso de repetir la misma explosión en cada circunstancia. Sin embargo, en el mundo real una explosión puede variar dependiendo del terreno, la altitud de la explosión y el tipo de cuerpos sólidos que impactan. Dependiendo de la potencia de procesamiento disponible, los efectos de la explosión pueden modelarse como los componentes divididos y destrozados propulsados ​​por el gas en expansión. Esto se modela por medio de una simulación de sistema de partículas. Un modelo de sistema de partículas permite simular una variedad de otros fenómenos físicos, incluyendo humo , agua en movimiento , precipitación , etc. Las partículas individuales dentro del sistema se modelan utilizando los otros elementos de las reglas de simulación de física, con la limitación de que la cantidad de partículas que se pueden simular está restringida por la potencia de procesamiento del hardware. Por lo tanto, las explosiones pueden necesitar ser modeladas como un pequeño conjunto de partículas grandes, en lugar de la gran cantidad más precisa de partículas finas. ^[2]

Esta es una técnica de simulación y animación procedimental para mostrar el movimiento de un personaje cuando muere. Trata el cuerpo del personaje como una serie de huesos rígidos conectados entre sí con bisagras en las articulaciones. La simulación modela lo que le sucede al cuerpo cuando colapsa al suelo. Los modelos físicos más sofisticados del movimiento de las criaturas y las interacciones de colisión requieren un mayor nivel de potencia informática y una simulación más precisa de sólidos, líquidos e hidrodinámica. Los sistemas articulados modelados pueden reproducir los efectos del esqueleto , los músculos , los tendones y otros componentes fisiológicos . ^[3] Algunos juegos, como Boneworks y Half-Life 2 , aplican fuerzas a las articulaciones individuales que permiten que los muñecos de trapo se muevan y se comporten como humanoides con animaciones completamente procedimentales. Esto permite, por ejemplo, derribar a un enemigo o agarrar cada articulación individual y moverla y la animación basada en la física se adaptaría en consecuencia, lo que no sería posible con los medios convencionales. Este método se llama muñecos de trapo activos y a menudo se usa en combinación con cinemática inversa .

Los proyectiles, como las flechas o las balas, suelen viajar a velocidades muy altas. Esto crea problemas de colisión: a veces, el proyectil viaja tan rápido que simplemente pasa por un objeto delgado sin detectar nunca que ha chocado con él. Antes, esto se solucionaba con el lanzamiento de rayos , que no requiere la creación de un proyectil físico. Sin embargo, simplemente disparar un rayo en la dirección a la que apunta el arma no es particularmente realista, por lo que los juegos modernos a menudo crean un proyectil físico que puede verse afectado por la gravedad y otras fuerzas. Este proyectil utiliza una forma de detección de colisión continua para asegurarse de que el problema mencionado anteriormente no ocurra (a costa de un rendimiento inferior), ya que se requieren cálculos más complejos para realizar tal tarea.

Juegos como FIFA 14 requieren una física precisa de los proyectiles de objetos como el balón de fútbol. En FIFA 14, los desarrolladores tuvieron que corregir el código relacionado con el coeficiente de arrastre , que era inexacto en los juegos anteriores, lo que dio lugar a una simulación mucho más realista de un balón real. ^[4]

• Eberly, David H. (2003). Física de juegos . Morgan Kaufmann. ISBN 978-1-55860-740-8.
• Millington, Ian (2007). Desarrollo de un motor de física de juegos . Morgan Kaufmann. ISBN 978-0-12-369471-3.
• Bourg, David M. (2001). Física para desarrolladores de juegos . O'Reilly Media. ISBN 978-0-596-00006-6.
• Szauer, Gabor (2017). Libro de recetas de física de juegos . Packt Publishing. ISBN 978-1787123663.
• Conger, David (2004). Modelado de física para programadores de juegos . Curso Tecnología PTR. ISBN 978-1592000937.

• Motor de física
• Juego de física
• Simulación en tiempo real

• "Matemáticas y Física". GameDev . Archivo. Archivado desde el original el 22 de febrero de 2011.
• "Lista de motores de física". Base de datos . Digital Rune. 30 de marzo de 2015 [2010]. Archivado desde el original el 9 de marzo de 2016.