Interdisciplinariedad y los videojuegos

La interdisciplinariedad en el mundo de los videojuegos es algo bien conocido. Todos sabemos que las disciplinas que conforman ese medio son tan diversas como diverso es el conocimiento entre las artes y las ciencias. Lo más común es que al pensar en la realización de un videojuego lo primero que venga a la mente son los gráficos producto del diseño y la historia producto de la escritura, pero al ser un mundo virtual que simula la realidad, te has preguntado ¿Qué importancia que tiene la física en los videojuegos? El siguiente artículo ayudará a clarificar esa pregunta y cambiará tu percepción sobre esa disciplina que a veces resulta ser todo un martirio cuando se estudia en el colegio.

La Física de los Videojuegos

La física ha sido fundamental  en el desarrollo de los videojuegos a través del tiempo. Los juegos emplean la física para alcanzar simulaciones realistas y crear efectos especiales espectaculares logrando entregar una sensación lo más creíble posible al jugador. 

En un principio, los videojuegos simplemente eran una buena idea capaz de entretener a sus usuarios mediante temáticas simples que no requerían de una trama, pero en la actualidad esto ha cambiado, el mercado se está inclinando más por buenas historias, increíbles gráficos, música conmovedora, efectos especiales y un comportamiento similar al de la vida real. Los desarrolladores han entendido esto y tratan de crear un ambiente emocional, visual y físicamente real. Para generar un realismo acorde a las expectativas de los jugadores, los desarrolladores deben emplear conocimientos y técnicas de otros campos como la física.

Imaginémonos un vehículo virtual que anda por la carretera, en este preciso momento un módulo del videojuego encargado de desarrollar los eventos de la física, se encuentra constantemente evaluando la posición, velocidad y aceleración de dicho vehículo. En ese mismo instante, el modulo revisa constantemente la distancia entre el vehículo y los obstáculos en el camino (postes de señales, arboles, lo que se les ocurra). Cada choque, giro o derrape del  automóvil es calculado precisamente por dicho modulo y cuando los cálculos son efectivos, los resultados serán semejantes a la realidad.

Los cálculos que el módulo de física realiza, se basan en la teoría del momentum, algo ya estudiado y establecido en el mundo real. Por ejemplo, en el instante en que se presenta una fuerza en función de la velocidad, como en una colisión entre un vehículo y otro objeto, se debe considerar primero que nada la aceleración, luego la velocidad y la posición de los objetos involucrados en base a los valores previos de la aceleración, de modo que todo cálculo se basa en el antecedente previo. Este proceso se hace muy rápidamente y cientos de veces para cada instante de la escena provocando la simulación del choque desde su inicio hasta su finalización. Los resultados del módulo físico serán mostrados gracias al módulo grafico; de modo que el jugador podrá contemplar una colisión entre objetos en todo su detalle.

La implementación de la física en los videojuegos es posible gracias a que las leyes de la mecánica, cinemática, cinética, fuerza, etc. tienen estudios y bases que pueden ser expresados matemáticamente mediante ecuaciones.

La aplicación de las leyes de la física expresadas en ecuaciones matemáticas, hacen posible lo que hoy llamamos obras de arte tanto en el cine como en los videojuegos. Y  gracias a los científicos nosotros somos libres de manipular estas leyes e implementarlas en nuestros propios universos basados en nuestra propia imaginación.

Por ejemplo, la segunda ley de Newton (F = ma) y sus derivadas son suficientes para describir el movimiento lineal completo de cada elemento que forma un objeto de un videojuego.

Gracias a la ley de Newton ya no es necesario hacer cálculos para crear movimientos lineales, ya que mediante algoritmos de programación y las leyes de la física podrás realizar movimientos equivalentes a la realidad dentro del mundo virtual que queramos crear.

Cabe destacar que las ecuaciones no son resueltas analíticamente (expresiones sin un valor específico), estas deben manifestarse en números, por lo que se requieren métodos capaces de abstraer la información numérica por medio de métodos iterativos. Es decir, para calcular una nueva velocidad (por ejemplo) debemos basarnos en el valor de una velocidad anterior. Todo cálculo se debe basar en antecedentes del movimiento.  El 50% del desarrollo del motor de un juego está dado por la aplicación de las leyes de la física, el otro porcentaje corresponde a la efectividad de los algoritmos de programación. La eficiencia de los algoritmos garantizara que los juegos muestren fluidez en todo los objetos de los escenarios.

En definitiva, si el desarrollador logra dominar el apartado de la física en un videojuego, automáticamente hará que los resultados sean creíbles, eficientes y hasta tal vez divertidos.

Hay varios ejemplos prácticos como simuladores de vuelo, movimiento de telas por el viento, el fuego, los ya viciados  juegos de billar (cambios de momentum por los impactos entre las bolas, el taco, las orillas de la mesa y la fricción con esta), lanzamiento de proyectiles (todo lo que se pueda lanzar como balones, rocas, balas granadas, etc.), la caída de los objetos por gravedad, etc. Cabe destacar que sin un módulo de física adecuado que sea capaz de realizar los cálculos necesarios para asemejar las propiedades físicas del universo, la experiencia de juego seria falsa y frustrante.

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