Evolución del voxel en los juegos

viernes, 11 de abril de 2014

En un videojuego 3D hay varias formas de representar objetos: desde los comunes triangle-meshes, formas geométricas primitivas (ROBLOX), mapas de relieve para (terrenos) y, recientemente se ha expandido, una nueva forma de representar objetos en 3D; el Voxel.


Un voxel es un elemento de volumen que guarda la información en una cuadrícula de espacio tridimensional.
Un videojuego, un terreno simple tendría dos estados en esa cuadrícula; una celda vacía (aire) y otra celda completa (tierra). En un terreno más realista cada celda tendría diferente color, material... A más voxels, más realismo y, la compresión de los datos es increíblemente alta (y de obligación) por lo que no es necesario preocuparse mucho por el espacio de almacenamiento y la potencia del equipo (en un principio estro podría suponer un problema ya que hablamos de mundos que podrían poseer perfectamente millones de celdas).


El voxel se inició en el mundo de los videojuegos hace muchos años y ha ido evolucionando hasta hoy.
Algunos ejemplos destacables del voxel en los juegos:

1992: Todos los juegos Comanche se construyeron bajo el motor Voxel Space (propiedad de la empresa NovaLogic) y se queda en la historia de los videojuegos como el primero en usar Voxels. Sin embargo, otros juegos lo implementaron en partes específicas como objetos concretos del juego o vehículos.

Estos voxeles eran ladrillos 2D con alturas variantes. Al renderizar el terreno de esta manera, los gráficos eran más suaves, contorneados y detallados.
Comanche, realizado con el motor Voxel Space de Novalogic. Píxeles en 3D con baja definición, pero alta reproducción de detalles en el terreno (para la época).

En 2000, Ken Silverman comenzó a trabajar en Voxlap, un motor basado en voxel. Un año después Tom Dobrowolski se unió al equipo como programador. Voxlap pasó a ser código abierto en 2005. En la actualidad podemos encontrar algunos juegos que se han desarrollado con este motor como es el caso de Ace of Spades en el 2011.
Lo más destacable del motor Voxlap es que la CPU puede trabajar rápidamente, los terrenos dinámicos están formados por pequeños cubos y, que puedes destruir objetos rígidos con efectos muy chulos.

En el 2009 – Zachtronics Industries desarrolla Inifiniminer que sirvió de inspiración para Minecraft.
Infiniminer es un juego de construcción y destrucción de bloques para la extracción de metales preciosos que daban puntos para cada equipo cuando estos los llevaban a la superficie.
En un principio se diseñó para ser un juego de competición por equipos pero conforme el juego fue ganando popularidad se descubrió que era más entretenido construir tus propias creaciones que competir.

Zachtronics abandonó el desarrollo del juego y el código fuente se hizo público.
En este vídeo podemos apreciar la similitud entre ambos juegos.


2009 – 2010: Minecraft ve la luz y se convierte en uno de los juegos indie más populares de toda la década (y me atrevería a decir que de toda la historia).
En el juego podemos ver cómo se podía usar la cuadrícula voxel para innovar, simplificar y a la vez gozar de un nivel de realismo y creatividad impresionante. En Minecraft se juega mucho con los efectos físicos y de luz.
Técnicamente Minecraf está basado en un motor Voxel pero es renderizado en uno Poxel: polygon/voxel (Poxel Engine).

¿Por qué Minecraft usa polígonos para dibujar los terrenos de los mundos en lugar de voxels?
El hardware gráfico trabaja y renderiza triángulos así que tienes que usarlos si quieres aprovecharte de la aceleración.
La mayoría de los renderizadores de voxel emplean Marching Cubes para extraer una forma poligonal de una representación de voxel y eso es lo que muestran. Renderizar directamente un volumen es muy duro para la CPU

2006 - 2010: ROBLOX es un juego de bloques donde puedes crear tus propios juegos y jugar a los que existen. La beta de ROBLOX fue creada en 2002 fue lanzado oficialmente en 2005-2006.
El equipo de Roblox está desarrollando luz dinámica y un motor de sombras donde la mayoría del trabajo recaiga sobre la CPU en lugar de la gráfica. Además están ampliando la estructura de datos basada en voxel para lograrlo en lugar de destinarla sólo a terreno.
En resumidas cuentas, están intentando mejorar y refinar el sistema Voxel.
Algunos dicen que Roblox dejará a Minecraft por los suelos pero el tiempo dirá (yo diría que está destinado a un público más infantil).

En el futuro llegarán la simulación de viento en los juegos usando cuadrículas coarse voxel. Modelos termales con los que se podrán generar tornados y manipular la densidad, temperatura, velocidad, presión y humedad del aire.

Y esto es todo en cuando a los avances del sistema Voxel en el mundo de los videojuegos. Está claro que poco a poco se va consiguiendo más y con menor uso de recursos y lo mejor es que nosotros estaremos por aquí para verlo : )
 

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