Historia de los motores 3D

Historia de los motores 3D
24 de julio, 2009

Los juegos actuales de ordenador están basados en su gran mayoría en motores 3D con multitud de características gráficas que otorgan un realismo palpable a las escenas, pero no siempre fue así. Vamos a repasar su evolución desde su nacimiento con el juego Space Rogue, que no era 3D puro pero fue una gran revolución y la inspiración para los posteriores, hasta uno de los últimos motores 3D, Dunia, el motor gráfico del juego Far Cry 2 de Ubisoft. Es una evolución vertiginosa desde 1989 hasta 2008.

 

Los motores 3D son el alma de cada juego, es la base de todo lo que ocurre y puede ocurrir en el mismo. Las posibilidades y los límites los pone el propio motor además de la potencia necesaria para que funcione.

 

 

La evolución que vamos a mostrar comienza en 1989 en la época de los equipos 386, donde la aceleración gráfica 3D no existía hasta juegos como Far Cry 2 con el motor 3D Dunia que requiere una potente gráfica y equipo de última generación para poder funcionar de manera decente. Si queréis ver una evolución de las tarjetas gráficas 3D podéis visitar este artículo de MaximumPC.

 

1. Space Rogue / Ultima Underworld

 

Fecha de salida: 1990

Juegos destacados: Space Rogue, Ultima Underworld:The Stygian Abyss

 

Estamos hablando del año 1989 cuando Space Rogue invadió los ordenadores mostrando una tosca perspectiva tridimensional. La compañía Origin Systems comenzó a trabajar de seguido en el motor gráfico de Ultima Underworld, por lo que se podría entender que es la evolución del motor de Space Rogue.

 

  

 

Space Rogue.                                                               Ultima Underworld.

 

Con Ultima Underworld llegó un algoritmo que permitía el mapeado de texturas que se aplicó a paredes, suelos y techos. El equipo de desarrollo variaba la altura del techo para crear un efecto 3D así como también superficies inclinadas.

 

El problema es que para la época el motor era muy exigente. Hablamos de una recomendación de equipo Intel 386 y sin embargo iba lento hasta en las máquinas más potentes 486 DX debido al cálculo constante de objetos 3D sobre sprites 2D.

 

2. Doom

 

Fecha de salida: 1993

Juegos destacables: Chex Quest 1+2, Doom, Doom II, HacX, Heretic, HeXen, Strife

 

El mítico juego de Id Software, Doom, es considerado un desarrollo basado en un motor 3D, aunque en realidad no era más que bidimensional basado en sectores con sprites 2D que representaban objetos, personajes y cualquier cosa que no estuviera fijo en el mapa.

 

 

El legendario Doom, de Id Software.

 

Debido a esa limitación 3D las habitaciones tenían que estar en el mismo plano, ello también ayudó a que fuese un motor 3D rápido que corría sin problemas en un equipo 386 con una gráfica VGA capaz de renderizar entornos con mapeado de textura.

 

A pesar de la naturaleza 2D del motor, posteriores títulos de la compañía implementaron la posibilidad de mirar arriba y abajo mediante vistas distorsionadas, ejemplo de ello es HeXen.

 

 

HeXen.
 

3. Voxel

 

Fecha de salida: 1992


Juegos destacados:
Blade Runner (personajes y efectos), Comanche series, Command & Conquer: Tiberian Sun and Command & Conquer: Red Alert 2 (la mayoría de vehículos), Delta Force series, Master of Orion III (sistemas solares y batallas especiales)

 

Cada juego de la gama Comanche y los primeros Command & Conquer usaban el motor propietario de NovaLogic, conocido como Voxel Space. Otros juegos implementaban vexel para partes específicas como el renderizado de vehículos o para objetos dentro del juego.

 

 

Motor Voxel en Comanche.

 

Voxel hizo uso de una combinación de los mundos volumétrico y pixel. Realmente voxel es una manera de representar objetos volumétricos como bitmaps tridimensionales en lugar de vectores. Los gráficos eran interesantemente fluidos para simuladores de vuelo aunque el problema de la representación del terreno como pequeños bloques 2D ensamblados en forma de Lego (ver imagen) mermaba ligeramente la calidad.

 

 

Command & Conquer: Tiberian Sun.

 

4. Build

 

Fecha de salida: finales de 1993


Juegos destacables:
Blood, Duke Nukem 3D, Extreme Paintbrawl, PowerSlave, Redneck Deer Huntin’, Redneck Rampage, Redneck Rampage Rides Again, Shadow Warrior, William Shatner’s TekWar, Witchaven, Witchaven II

 

El motor Build se hizo famoso por ser el integrado en el novedoso juego Duke Nukem 3D. Build compartía similaridades con el motor Doom en lo relativo a renderizar mundos en un plano 2D con sprites poblando el mapa. 

 

 

Build en Duke Nukem 3D.

 

Sin embargo, el motor Build separaba los objetos en sectores individuales que seguían estructura fija como el techo y los suelos que en cada sector podrían tener distinta altura. Además tenía la funcionalidad de mirar hacia arriba y hacia abajo directamente desde el ratón, lo que creaba una gran ilusión 3D.

 

Además no era el único truco que utilizaba para ofrecer sensación 3D. Gracias al uso de etiquetas especiales en paredes o en el suelo, el jugador que se acercaba a las mismas podía atravesarlas o caer a la planta de abajo, que realmente no era más que otro sector diferente del mapa 2D. Para poder conseguir el mejor rendimiento del motor Build ya se necesitaba un PC Pentium y una gráfica SVGA, aunque funcionaba en equipos 486.

 

 

Redneck Rampage.

 

5. Stonekeep

 

Fecha de salida: 1990-1995


Juego destacable:
Stonekeep

 

Stonekeep se consideró vaporware debido a su largo tiempo de producción que se puede resumir en casi 5 años de largo proceso de diseño y desarrollo. El motor Stonekeep fue revisado según iba avanzando el aspecto de hardware, desde los 286 con disqueteras hasta llegar a los 386 con unidad de CD.

 

 

Stonekeep.

 

El motor Stonekeep hacía uso de monstruos a los que se aplicaba captura de movimiento de cintura para arriba que posteriormente fue modificado para que los enemigos también pudieran mover la parte inferior del cuerpo. El movimiento de los jugadores se basaba en movimientos de cuadrícula en cuadrícula, es decir, entre los bordes de las cuadrículas y ello causó problemas de simetría que hicieron necesario arreglo posterior.

 

6. XnGine

 

Fecha de lanzamiento: 1995


Juegos destacables:
Battlespire, Daggerfall, Redguard, NIRA: Intense Import Drage Racing, Terminator: Future Shock and Terminator: SkyNET, X-Car

 

Este fue uno de los primeros motores 3D reales que se diseñaron. El motor XnGine de Behtesda también fue, por tanto, uno de los más problemáticos. El motor corría sobre DOS y tenía problemas de estabilidad bajo Windows 95. Además, sucedía que un jugador podía observar claramente las figuras poligonales que formaban los objetos 3D.

 

 

BattleSpire.

 

XnGine hizo uso posteriormente de mayores resoluciones gracias al avance en hardware gráfico e incluso ofreció soporte a las gráficas 3dfx que hizo posible enormes mapas como de los que disfrutaba Daggerfall.

 

 

Daggerfall.

 


 

7. Jedi

 

Fecha de lanzamiento: 1995


Juegos:
Star Wars: Dark Forces y Outlaws

 

El motor Jedi no siguió la estela de XnGine con un gran número de juegos usándolo. Pero los dos juegos que lo emplearon demostró su gran potencia gráfica para la época. Se programó desde cero de la mano de LucasArts y los juegos que produjeron con el mismo fue Star Wars: Dark Forces y Outlaws.

 

 

Star Wars: Dark Forces.

 

No todo estaba programado en 3D. Pese a que los desarrolladores crearon los objetos como modelos 3D, posteriormente y por cuestión de rendimiento se renderizaron como bitmaps en intervalos de distinto número de grados, normalmente 45º, aunque el motor ofrecía soporte de hasta 32 ángulos para cada objeto. Para la época el motor Jedi ayudó a hacer popular la posibilidad de saltar y agacharse además de mirar arriba y abajo, algo tan típico y normal en los juegos de hoy día.

 

 

Outlaws.

 

8. Quake

 

Fecha de lanzamiento: 1996


Juegos destacables:
CIA Operative: Solo Missions, HeXen II, Laser Arena, Quake, Silver Wings, Urban Mercenary

 

El primer motor puramente 3D de Id Software llegó con el nombre Quake que además se popularizó entre muchos juegos de la época. El motor fue uno de los primeros en estar optimizado para poder funcionar suave incluso con una máquina poco potente. Introdujo una forma de renderización que evitaba tener que redibujar zonas que el jugador no veía en ese momento.

 

 

Quake.

 

Crearon un paso intermedio de pre-renderizado que purgaba los objetos  y zonas que el usuario no podía ver, algo que reducía hasta a la mitad los polígonos de los que disponía la escena.

 

Para reducir el impacto sobre el uso de CPU el juego se beneficiaba de lo que se conoce como Z-buffering y que comenzaba a implementarse en las tarjetas gráficas. Quake también introdujo fuentes de luz 3D que se añadían en una segunda pasada del sistema de pre-renderizado y soportaba aceleración hardware 3D.

 

 

HeXen II.

 


 

9. RenderWare

 

Fecha de salida: 1996


Juegos destacables:
Airport Tycoon, Apache Air Assault, Bratz: Rock Angelz, Broken Sword: The Sleeping Dragon, Burnout Paradise, Chinese Paladin 4, Cold Fear, Commandos: Strike Force, Dream of Mirror Online, Evolution GT, Frank Herbert’s Dune, G-Nome, kill.switch, Madagascar, Manhunt, Red Jets, Startdon 3, Super-Bikes Riding Challenge, Tony Hawk’s Pro Skater 3, 4, and Underground, Trickstyle

 

El motor Renderware fue uno de los más prolíficos de la época con más de 200 títulos a sus espaldas, la mayoría para la consola PlayStation 2, pero también docenas para PC. A día de hoy aún se usa en juegos para Wii y Xbox 360 e incluso PSP, por lo que como se puede observar es un motor completamente multiplataforma.

 

 

Se desarrolló en 1998 como solución middleware en PC. Antes de que saliera al mercado el motor de Epic, Unreal, Renderware ofrecía a los desarrolladores manejar los procesos en tiempo real. Un desarrollador podía cambiar los colores de un personaje sin tener que alterar código y volver a renderizar la escena, algo que funcionaba también con elementos de física rudimentaria como saltar y moverse.

 

 

Burn Out.

 

10. id Tech II / Quake II

 

 

Fecha de lanzamiento: 1997


Juegos destacables:
Anachronox, CodeRED: Alien Arena, Daikatana, Heretic II, Kingpin: Life of Crime, SiN, Soldier of Fortune, UFO: Alien Invasion, Warsow

 

Mientras que el motor Quake ya ofrecía aceleración gráfica hardware vía 3dfx, Quake II supuso el paso a OpenGL, soportado por la mayoría de gráficas de forma nativa. 

 

 

Daikatana.

 

En el motor se incluían efectos de luces de color y el nuevo modelo de juego cuyo código estaba programado en C y cargaba desde DLL (Dynamic Link Library) en lugar del tradicional lenguaje QuakeC de la compañía. En otras palabras, permitía el uso del juego mediante software o aceleración OpenGL.

 

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