Motores Graficos

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  • INSTITUTO TECNOLOGICO DE CELAYA

    MATERIA: FUNDAMENTOS DE INVESTIGACIN

    TEMA: MOTORES GRAFICOS

    EQUIPO: DEATH TEAM

    NOVIEMBRE 2012

  • Introduccin La creacin de videojuegos es en principio un arte que puede ser expresado de

    muchas maneras, todo depende de la creatividad del desarrollador para utilizar

    las herramientas a su alcance, y crear las que necesite. En esta investigacin

    se dar a conocer que es aquello que le da un corazn a un video juego, que

    es un motor grfico, como es que se compone, cul ha sido su evolucin

    conforme pasa el tiempo y cules son los mejores motores actuales y cul es

    nuestra mejor opcin.

  • 1

    Planteamiento del Problema: En la creacin de juegos para computadora y aplicaciones software que utilizan

    el modelado 3D, es necesario contar con herramientas apropiadas que

    permitan y agilicen la creacin de dichas aplicaciones y un motor grfico es la

    solucin.

    Objetivos:

    Objetivo General:

    Tenemos como objetivo dar a conocer cules son los funcionamientos de los

    motores grficos y cules son los antecedentes de los motores. Tambin

    mostraremos cuales son los motores grficos ms actuales y utilizados por las

    grandes empresas que desarrollan videojuegos y las plataformas donde son

    utilizados adems de una comparativa de ellos para llegar a la conclusin de

    cul es el mejor de los motores actuales.

    Objetivos Especficos:

    Dar a conocer que es un motor grafico

    Cules son los usos de los motores grficos

    Historia de los Motores grficos

    Motores Grficos Actuales

    Cules son los Motores Grficos mas comerciales

    Conclusin sobre el mejor motor grfico actual.

    Delimitacin de la Investigacin:

    Solo se dar a conocer cul es el funcionamiento de un motor grfico y una

    comparativa de la gran variedad de motores creados y concluir cual es el mejor

    creado hasta el momento.

  • 2

    Preguntas de la Investigacin:

    Qu es un motor grfico?

    Qu compone a un motor grfico?

    Cules son los motores ms comerciales?

    Cul es el mejor motor hasta el momento?

    Justificacin:

    Como elegir el motor ms adecuado a las caractersticas requeridas por el

    usuario:

    En un principio un programador no requera de grandes herramientas para

    realizar un vdeo juego, como ocurre con el famoso juego de tenis que se

    jugaba en una pantalla monocromtica o en un televisor. Sin embargo al

    aumentar el poder de los procesadores grficos se fueron haciendo necesarias

    nuevas herramientas no solo para crear los vdeo juegos si no para poder

    correrlos, pero cuando deseas crear un juego muy complejo o de calidad

    comercial, ser muy difcil tener que hacer todo manualmente, por lo que

    muchos grupos de trabajo se crean su propio motor 3d, o usan uno ya

    existente, que maneja operaciones de baja rutina (por ejemplo, dibujar un

    modelo, reproducir un sonido) automticamente y sin tener que programarlo

    todo tu.

  • 3

    Marco Terico:

    Un motor grfico es una serie de rutinas que permite el diseo de, la creacin y

    la representacin de un videojuego, con el objetivo de proveer al videojuego de

    un motor de renderizado para los grficos 2D y 3D, motor fsico o detector de

    colisiones, sonido, scripting, animacin, inteligencia artificial, redes, streaming,

    administracin de memoria y un escenario grfico.

    Motor de videojuego - Wikipedia, la enciclopedia

    < http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_videojuego> [Consulta: 19 de

    Noviembre de 2012]

    Caractersticas:

    Texturas: Las Texturas son imgenes que son esenciales para que las escenas 3D se vean reales.

    Motor de videojuego - Wikipedia, la enciclopedia

    < http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_videojuego> [Consulta: 19 de

    Noviembre de 2012]

  • 4

    Mapeo MIP: consiste en Preprocesar las texturas creado mltiples copias del mismo cada una a la mitad del anterior:

    Motor de videojuego - Wikipedia, la enciclopedia

    < http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_videojuego> [Consulta: 19 de

    Noviembre de 2012]

    Texturas Mltiples: Provee mejor calidad que el simple mapeo. Se puede colocar una imagen sobre otra (ms transparente) para dar el sentido de

    movimiento pulso o hasta sombra.

    Motor de videojuego - Wikipedia, la enciclopedia

    < http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_videojuego> [Consulta: 19 de

    Noviembre de 2012]

  • 5

    Bump Mapping: Es una tcnica vieja de texturas que tratan de mostrar como la luz se refleja en el objeto.

    Motor de videojuego - Wikipedia, la enciclopedia

    < http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_videojuego> [Consulta: 19 de

    Noviembre de 2012]

  • 6

    Antialiasing: El anti-aliasing revisa los polgonos y difuminar las bordes y vrtices, para que los bordes no se vean como dentados. Motor de videojuego -

    Wikipedia, la enciclopedia

    < http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_videojuego> [Consulta: 19 de

    Noviembre de 2012]

    Deteccin de colisiones:

    La deteccin de colisiones es un mtodo utilizado para detectar si dos objetos

    han chocado, la cual puede ser delimitada por rea o pixel a pixel. Deteccin

    de Colisiones - Wikipedia, la enciclopedia <

    http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_videojuego> [Consulta: 19 de Noviembre

    de 2012]

  • 7

    AI - Artificial Intelligent (Inteligencia Artificial):

    Es la caracterstica ms importante del motor grfico ya que provee estmulo al

    juego, es crtico en la parte de la forma de juego o gameplay. Crear una IA

    puede ser muy complejo debido a que primero se debe definir que tiene que

    hacer (patrullat, cuidar, etc.), luego se delimitara que podr ver del mundo del

    juego, tambin hay que tomar en cuenta que se puede interactuar con la IA.

    Inteligencia Artificial- Wikipedia, la enciclopedia <

    http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_videojuego> [Consulta: 19 de Noviembre

    de 2012]

  • 8

    Historia de los Motores Grficos

    4ZZT:

    Creado por Tim Sweeney en 1991 a travs de la empresa que l mismo fund

    (Epic Games un motor de juegos para DOS. Historia de los Motores Grficos

    de Juegos. Taringa [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    Wolf3D Engine:

    En 16 de julio de 1992 John Carmack. Funda Id Software, inventa un gnero

    entero (FPS) y adems el juego para el que fue utilizado (Wolfenstein 3D) es

    considerado el primer juego en 3D. Las especificaciones del motor eran

    alucinantes para la poca: ray casting, resolucin de 320200 a 256 colores,

    texto en pantalla con dibujos superpuesto a los grficos. Historia de los Motores

    Grficos de Juegos. Taringa

    [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    Doom Engine:

    Ao y medio ms tarde aparece un nuevo motor de John Carmack, esta vez las

    capacidades grficas no cambian pero un aspecto concreto convierte al juego

    en un autntico xito de ventas: tiene soporte multijugador. Historia de los

    Motores Grficos de Juegos. Taringa

    [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    Westwood 2D:

    Vi la luz por primera vez en 1995, pero Westwood conitnu amplindolo y

    mejorndolo y en 1999 contaba con variaciones en la altura del terreno jugable

  • 9

    en tiempo real, iluminacin dinmica que permita pasar del da a la noche en

    tiempo real, efectos especiales como tormentas, las unidades se

    renderizaban de dos maneras distintas, mientras la infantera estaba hecha

    mediante sprites, las estructuras y las unidades mayores como tanques y

    dems utilizaban una tecnologa llamada voxel. Historia de los Motores

    Grficos de Juegos. Taringa

    [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    Quake Engine:

    En 1996 regresa John Carmack con el Quake Engine una mejorada versin del

    Doom Engine. Entre las mejoras sobre el Engine de Doom se encuentran el

    sombreado Gouraud y los lightmaps estticos para objetos no movibles que se

    siguen utilizando hoy en da. Historia de los Motores Grficos de Juegos.

    Taringa [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    XnGine:

    Considerado uno de los primeros motores grficos realmente en 3D, fue creado

    por Bethesda en 1997.

    Historia de los Motores Grficos de Juegos. Taringa

    [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

  • 10

    id Tech 2:

    Este motor fue utilizado hasta la saciedad gracias a su estabilidad y potencia,

    desarrollndose sobre l y sus modificaciones algunos de los juegos ms

    importantes jams realizados para PC entre los que se encuentran: Quake 2,

    Half Life, Counter-Strike, Kingpin: Life of Crime, Soldier of Fortune, Sin, Hexen

    II, Heretic II etc. Historia de los Motores Grficos de Juegos. Taringa

    [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    Unreal Engine 1:

    A principios de 1998 aparece el primer Unreal Engine de la mano del creador

    de ZZT, Tim Sweeney. Las innovaciones no conciernen tanto a la parte grfica

    como a la implementacin de sistemas estables para cada casi todos los

    apartados de un engine de videojuegos. Animacin facial, sincronizacin labial,

    sonido en 3D mediante A3D, iluminacin volumtrica, compresin de texturas,

    deteccin de colisiones, IA, todo integrado en un mismo paquete, lo que

    simplificaba enormemente la creacin de contenidos. Historia de los Motores

    Grficos de Juegos. Taringa

    [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    Renderware:

    Lo mejor de este motor es su capacidad para reproducirse en todo tipo de

    plataformas ya que ha ido mutando con el paso del tiempo: Windows, Mac,

    GameCube, Wii, XBOX, PS2, PS3, Xbox 360, algunos de los juegos para los

    que fue utilizado fueron las primeras ediciones 3D de Grand Theft Auto, The

    Settlers Ris of an empire y Resident Evil 2. Historia de los Motores Grficos

    de Juegos. Taringa [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

  • 11

    Game Maker:

    En 1999 Mark Overmars llev la creacin de videojuegos un paso ms cerca a

    los ms comerciales. La solucin de Overmars inclua, libreras que

    automatizaban la creacin de movimiento, estructuras de control, dibujo,

    adems de un potente editor drag and drop muy sencillo de manejar. Historia

    de los Motores Grficos de Juegos. Taringa

    [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    Id Tech 3:

    Es el primer FPS satisfactorio de juego online. Id Tech 3 y fue utilizado hasta la

    saciedad: American McGees Alice, Star Wars Jedi Knight II: Jedi Outcast,

    Return to Castle Wolfenstein, Medal Of Honor: Allied Assault, Historia de los

    Motores Grficos de Juegos. Taringa

    [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    Unreal Engine 2:

    Las mejoras respecto a su predecesor no se centran en los grficos pero son

    abundantes: fsica ragdoll, soporte para PlayStation 2, Gamecube y Xbox,

    motor fcilmente extensible, carga dinmica de cdigo y contenido. Historia de

    los Motores Grficos de Juegos. Taringa

    [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    Id Tech 4:

    El motor permita utilizar los mapas de bump mapping, que es una textura que

    genera falso relieve 3D en un modelo, normal mapping, que es una textura que

    genera desplazamiento perpendicular al polgono sobre el que se pone y

    specular highlight, que es una textura que define la cantidad de brillo de una

  • 12

    superficie. Historia de los Motores Grficos de Juegos. Taringa

    [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    Refractor 2:

    Es el primer motor de un shootem up que no busca la excelencia grfica y que

    tiene xito. C este motor se realiz la saga de juegos Battlefield. Historia de los

    Motores Grficos de Juegos. Taringa

    [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    MassTech:

    Este motor tiene todos los elementos que debe tener un motor moderno: corre

    sobre PC, XBOX 360 y PS3, posee motores de renderizado tanto de DirectX 9,

    como de DirectX 10 y OpenGL, es fcilmente editable, tiene una enorme

    calidad tcnica y permite mover muchas unidades. Historia de los Motores

    Grficos de Juegos. Taringa

    [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

  • 13

    Motores Grficos ms Actuales y Comerciales:

    RAGE

    Rockstar Advanced Game Engine (RAGE) es un motor de juego desarrollado

    por Rockstar Games. Rockstar desarroll este motor con el objetivo de facilitar

    el desarrollo de juegos tanto en PC como en consolas de ltima generacin.

    Rage es un motor multifuncional ya que se pueden manejar conjuntamente

    grandes entornos abiertos, gran cantidad de interiores y efectos de clima en

    tiempo real. Su fuerte es la integracin del motor de animacin de personajes

    Euphoria de la compaa NaturalMotions y del software de cdigo abierto

    Bullet.

    OTROS MOTORES GRFICOS - S.A.B.I.A. (Sistemas Adaptativos y

    Bioinspirados en Inteligencia Artificial)

    [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    Trabajos Realizados:

  • 14

  • 15

    Cry Engine 3:

    Cry engine es un motor grfico creado por la empresa alemana Crytek.

    El motor grfico CryEngine 3 tiene el renderizado ms rpido del mundo, con

    nuevas caractersticas diseadas especialmente para consolas.

    Tiene un sistema de edicin visual que da a los desarrolladores una intuitiva

    interfaz para crear y controlar los acontecimientos, factores desencadenantes y

    otras lgicas del juego.

    La vegetacin se rige por las reglas naturales y parmetros como la altura y la

    densidad. El sistema genera automticamente una vegetacin realista y en

    tiempo de ejecucin.

    Tambin simplifica la creacin de fuego, humo y explosiones utilizando la

    nueva generacin de partculas suaves.

    Permite crear fcilmente todo tipo de vehculos con un control intuitivo sobre

    sus caractersticas como pueden ser los daos o las posiciones de los

    pasajeros y sus funciones.

    Est preparado para trabajar con varios ncleos, repartiendo as el trabajo y

    mejorando el rendimiento. Ofrece tambin una nueva dinmica en tiempo real,

    la solucin de iluminacin global, totalmente optimizada para las plataformas

    actuales y de prxima generacin.

    Tambin se puede simular la adaptacin de los ojos al cambiar entre

    escenarios con diferente claridad lo que da un alto grado de realismo.

    Tiene un editor facial que utiliza el anlisis del audio para extraer fonemas y as

    animar los rasgos faciales y proporcionar un movimiento de labios convincente.

    El 3D del agua es insuperable. Puede ser modificado por la accin del viento u

    otros agentes externos y genera automticamente tonos ms suaves en las

    costas o bordes y al variar la profundidad del agua.

  • 16

    Lo que quizs llama la atencin de este motor es la destructibilidad de la mayor

    parte de la naturaleza. Una alta interactividad con el entorno nos permite

    destruir la vegetacin, madera, acero e incluso hormign.

    CRY ENGINE 3 - S.A.B.I.A. (Sistemas Adaptativos y Bioinspirados en

    Inteligencia Artificial)

    [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    Trabajos Realizados:

  • 17

    Havok Vision Engine:

    Havok Vision Engine provee tecnologa de tiempo de ejecucin poderosa y

    verstil apta para todo tipo de juegos y es capaz de renderizar escenas

    extremadamente complejas a velocidades por cuadro fluidas. Provee API's bien

    diseadas y orientadas a objetos de C++, esta tecnologa provee una variedad

    de caractersticas que te ayudan a romper con las barreras tcnicas, abriendo

    un gran rango de posibilidades para el desarrollo de juegos.

    Gran conjunto de caractersticas personalizables.

    Crea tu propio canal de renderizado, integra sistemas fsicos de tu eleccin o

    escribe tu propio cdigo de animacin.

    Alto desempeo y estabilidad.

    Permite escenas altamente detalladas y realsticas para ser renderizadas con

    mxima fidelidad visual.

    Extensibilidad del motor El SDK es vendido con muchos plug-ins que pueden ser fcilmente

    personalizados y extendidos.

    Havok Vision Game Engine en Multi-procesos y optimizado para Windows

    (DX9,DX11), Windows 8, Xbox 360, Playstation 3, Nintendo Wii y Wii U,

    Playstation Vita, iOS y android, as como la mayora de los navegadores,

    tambin soporta servicios como XBLA, PlayStation Network y Wiiware.

    Caractersticas adicionales:

    Caractersticas inmediatas tales como luces y sombras, radiosidad,

    animaciones, mapas normales, partculas y post procesamiento justo al alcance

    de tus manos.

  • 18

    Se enva completo con cdigo fuente, el canal de renderizado por defecto sirve

    idealmente como un punto de partida para tu proyecto de juego, proveyendo

    extensas y totalmente caractersticas integradas.

    Integracin de fbrica con efectos fsicos de Havok, inteligencia artificial,

    comportamientos, telas y destrucciones.

    Compatible con animaciones, personajes, animaciones esquelticas y de

    vrtices importadas de Maya y 3DS Max.

    Provee un marco de trabajo para manejo de recursos que permite identificar y

    remover cuellos de botella, mientras que recursos inutilizados pueden ser

    automticamente purgados y recreados.

    Havok Vision Engine- Havok

    < http://www.havok.com/products/vision-engine > [Consulta: 20 de Noviembre

    de 2012]

  • 19

    Trabajos Realizados:

  • 20

    Frostbite 2.0:

    Es un motor de juegos desarrollado por EA Digital Illusions, creadores de la

    serie de juegos "Battlefield", est actualmente diseado para su uso con

    Windows, PS3, Wii U y Xbox360. Debuto en 2011 con Battlefield 3, toma total

    ventaja de DX11 y procesadores de 64 bits, por lo tanto no es compatible con

    Windows XP, incluye Destruction 3, creando simulaciones fsicas ms refinadas

    que sus predecesores y radiosidad usando Geometrics Enlighten Technology

    Frostbite (game engine) - Wikipedia, la enciclopedia

    [Consulta: 20 de

    Noviembre de 2012]

    * Frostbite 2 slo soportar DirectX 10 y 11, segn se inform antes.

    * Frostbite 2 est recomendado para correr en 64 bits (tanto CPU como

    Windows)

    * El motor tendr un nuevo conjunto de compiladores y tuberas, lo que

    mejorar su diversidad y abrir la posibilidad a las herramientas modernas.

    * Sombreado diferidos en azulejos basada a travs de DirectCompute, lo que

    mejorar el rendimiento.

    * Morfolgicas Anti-Aliasing (MLAA), implementado con DirectCompute, que

    proporciona una mejor conservacin de ancho de banda.

    * Radiosidad en tiempo real (una fuente de luz dinmica con IDH).

    * Mejora de la destruccin del medio ambiente.

    Frostbite 2.0: Caracteristicas Reveladas! Taringa

    [Consulta: 20 de Noviembre de

    2012]

  • 21

    Trabajos Realizados:

  • 22

    IW Engine:

    El IW engine es un motor grfico desarrollado por Infinity Ward para en la serie

    de video juegos Call of Duty: Modern Warfare. El motor est basado en el id

    Tech 3, el cual fue utilizado en el primer Call of Duty de la serie.

    IW engine - Wikipedia, la enciclopedia

    < http://es.wikipedia.org/wiki/IW_engine > [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    Es considerado por IGN uno de los 10 mejores motores grficos de la

    actualidad. Le da una gran importancia a las animaciones y a la luz

    considerada como componentes principales sin olvidar sus virtudes con la

    inteligencia artificial compleja, sonoridad, profundidad de la visin y

    penetracin de balas dinmica.

    Infinity Ward Engine - S.A.B.I.A. (Sistemas Adaptativos y Bioinspirados en

    Inteligencia Artificial)

    [Consulta: 20 de Noviembre de 2012]

    Trabajos Realizados:

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  • 24

    Unity Engine:

    Unity Engine es un motor grfico 3D multiplataforma, diseado para crear

    juegos con facilidad cuenta con potentes herramientas de renderizado y

    herramientas intuitivas para crear contenidos en 3D de manera interactiva. Al

    ser de licencia gratuita es uno de los motores de juego ms usados en el

    mercado, y se actualiza constantemente por lo cual nunca esta atrs de la

    competencia, permite el uso de tecnologas Physix de Nvidia y cuenta con

    un editor visual muy til y completo haciendo mucho ms fcil el importar modelos 3D, texturas, sonidos, etc.

    Trabajos realizados:

  • 25

    Anvil Engine:

    Este motor es capaz de generar animaciones en tiempo real con mundos

    abiertos y excelentes grficos, adems de ser uno de los primeros motores en

    tener escenarios completamente escalables

    La tecnologa usada por el Anvil Engine es:

    El modelado es realizado en 3ds Max para el medio ambiente y Zbrush

    para los personajes.

    El motor utiliza HumanIK para el correcto posicionamiento de las manos

    y el cuerpo en las escaladas.

    La caracterstica principal de este Engine es la facilidad para mostrar

    ambientes muy grandes y detallados, y la mayora completamente escalables,

    todo en tiempo real al igual que las animaciones.

  • 26

    Trabajos realizados:

  • 27

    A continuacin se mostrara una tabla comparativa de los motores graficos mas

    comerciales hasta el momento:

    Plataformas API

    Nombre Ventanas Mac Androide iOS X360 PS3 Wii C + + Grficos Fsica

    CryEngine 3

    S No No No S S No S (Script + Visual)

    DX 9, 10, 11

    Personalizable

    Unity OpenGL

    S S S S S S S No (C #, JavaScript)

    DX 9 PhysX

    Unreal Engine 3

    S S No S S S No S (+ Unreal Script)

    DX 9, 11 PhysX

    Havok Vision Engine

    S No No No S S S S DX 9, 10, 11

    PhysX

    IW Engine

    S Si No No S S S S DX 9, 10, 11

    PhysX

    Frostbite 2.0

    S No No No S S No S DX 10, 11 PhysX

    Anvil Engine

    S No No No S S S S DX 10, 12 PhysX

    RAGE S No No No S S S S DX 10, 13 PhysX

    Conclusin:

    Como conclusin podemos decir que los motores CryEngine y Frostbite 2.0 son

    la mejor opcin para trabajar debido a que son lo que mejor avances grficos,

    fsico y multiplataforma, en comparacin a los dems motores que carecen de

    dichos avances.

  • 28

    Bibliografa:

    http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_videojuego http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_videojuego http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_videojuego http://www.taringa.net/posts/info/5715119/Historia-de-los-Motores-Graficos-de-Juegos.html http://sabia.tic.udc.es/gc/Contenidos%20adicionales/trabajos/MotoresGraficos/MotoresGraficos/otrosmotores.html http://sabia.tic.udc.es/gc/Contenidos%20adicionales/trabajos/MotoresGraficos/MotoresGraficos/cryengine.html http://www.havok.com/products/vision-engine http://en.wikipedia.org/wiki/Frostbite_(game_engine) http://www.taringa.net/comunidades/badcompany2/2183611/Frostbite+2_0%253A+Caracteristicas+Reveladas%2521.html http://es.wikipedia.org/wiki/IW_engine http://sabia.tic.udc.es/gc/Contenidos%20adicionales/trabajos/MotoresGraficos/MotoresGraficos/idengine.html