Motor de Jogo (Game Engine)
Um motor de jogo é um software de desenvolvimento destinado com o propósito de criação e execução de um videojogo. Cada motor tem é diferente de forma a favorecer vantagens únicas no seu uso para, como exemplo, criar um jogo com gráficos 2D ou para uma plataforma única como uma consola. No passado a maioria das empresas criavam o seu próprio motor para poderem inovar e explorar novas fronteiras no mundo das tecnologias dos videojogos. Com o avançar do tempo muitos destes motores passaram a estarem disponíveis a outras empresas e até pessoas para serem licenciados por diversos planos, eliminando a necessidade em geral da criação de novos motores proprietários nos dias de hoje. A lógica do jogo e outros são programados de forma a serem integrados com estes através de uma linguagem suportada pelo motor principal. Cada motor possuí diversos sub-motores incorporados, estes podem também ser proprietários ou feitos pela própria empresa:
- Renderização – exibição dos elementos gráficos que constituem o cenário em tempo real.
- Áudio – simulação de som e o seu comportamento mecânico no espaço e tempo.
- Física – simulação de forças de acordo com as leis da física sobre os objetos existentes no cenário.
- Inteligência Artificial – controla os diversos fatores a simularem comportamentos reais como pessoas, animais ou cenários.
Gráficos:
Graficos
São usadas em aplicações para processar gráficos em 3D de forma a conseguir obter renderização acelerada por hardware. As três mais importantes são:
- OpenGL – a mais popular open-source, foi descontinuado em 2017.
- Direct3D – desenvolvida pela Microsoft para Windows e Xbox.
- Vulkan – O sucessor do OpenGL com o objetivo de trazer um rendimento superior sobre as API’s existentes.
Objectos
Os diversos elementos que constituem o mundo tridimensional como personagens, itens, terreno e outros. Cada objeto é constituído por polígonos sucedido de linhas e por fim vértices. Na fase de criação dos objetos em programas de modelação 3D, estes são criados com o máximo de detalhe poligonal. Isto deve-se ao facto de mais tarde serem reduzidos ao ponto de encontrarem balanço em fidelidade visual, memória e tempo de processamento no cenário em que serão inseridos.
Materiais
Estes definem quais são as propriedades das superfícies de cada objeto, por exemplo, vidro, pedra, madeira e outros. Estes são feitos através de programas especializados para pintura de superfícies, sendo estas imagens 2D comprimidas sem perdas com dimensões em potências quadráticas. As imagens depois são aplicadas em diferentes tipos de projeções, esféricas, planas e em para quase todas as situações UV Mapping que permite aplicar partes diferentes da imagem a polígonos do objeto à escolha.
Renderização Básica
Neste tipo apenas é necessário ter fidelidade visual com simplicidade e eficiência, sem existir precisão em realismo. Apenas mencionamos o abaixo os mais simples usados:
- Suavização dos pixeis - multisample anti-aliasing (MSAA)
- Sombras de iluminação direta– shadow maps
- Iluminação indireta – light mapping
- Reflexões – environment mapping
- Sombras de iluminação indireta - screen space ambient occlusion (SSAO)
Renderização Avançada
Apenas recentemente introduzida ao consumidor comum desde a introdução das placas-gráficas da série RTX fabricadas pela Nvidia, estando otimizadas em hardware para suportar processamento gráfico avançado em tempo real. Estas permitem realizar técnicas como:
- Raytracing – Consiste em lançar múltiplos raios que simulam luz para calcular de forma correta : iluminação direta, sombras, reflexões e refrações.
- Global Illumination– Calculada a partir de sondas de luz pré-computadas (light probes).
- DLSS - Através de uma rede neural de inteligência artificial são geradas renderizadas imagens nítidas que outrora seria processamento bruto com anti-aliasing.
Efeitos Pós-Processamento
Estes efeitos são fornecidos ou podem ser adicionados sobre o ecrã e não têm qualquer impacto considerável na renderização do videojogo, permitindo uma visão mais “cinemática” ao jogador.
Áudio:
Uma parte essencial que proporciona imersão ao jogador no mundo virtual. Devido à quantidade de sons estes normalmente são comprimidos de forma lossy em formatos proprietários ou open-source como Vorbis.
Sons
Constituem os áudios dos cenários virtuais e dos objetos que habitam nele. São gravados e editados por uma equipa dedicada de engenheiros de som, mas podem também serem licenciados de bibliotecas sonoras.
Música
Uma componente importante mas não crucial para o mundo virtual, cada género musical é adaptada aos diversos cenários do jogo. Sendo mais agressiva em momentos de ação ou mais tranquila nos de exploração. Esta pode ser desenvolvida por uma equipa musical para o jogo ou licenciada para facilitar custos de produção.
Sistemas de Som
Definem quantas fontes sonoras o utilizador pode receber, vêm em diversos formatos nomeadamente: mono (1 canal), estéreo (2 canais) ou surround (4 ou mais canais). Para além dos canais principais estes podem ser acompanhados por um subwoofer (em geral), também denominado de LFE (Low Frequency Effects) para reproduzir sons de baixa frequência que os altifalantes comuns não conseguem. Algumas tecnologias de som permitem a virtualização de som surround em estéreo dando uma perceção maior da localização dos sons, isto é maioritariamente utilizado em auscultadores devido à proximidade dos ouvidos.
Ecrãs:
2D
Os casuais do dia-a-dia, estes podem ser compostos por LCD’s, Plasma ou LED. Os rácios de aspeto mais comuns são por ordem: 4:3 , 16:10 e 16:9. O 16:9 tornou-se mais popular devido ao facto dos vídeos serem gravados neste aspeto, nomeadamente: HD (720p) e Full HD (1080p).
3D
Permitem um maior nível de imersão no jogo, porém é necessário uma placas-gráfica e óculos compatíveis com a tecnologia 3D. A maioria das pessoas para jogar competitivamente opta por não jogar desta forma, isto deve-se ao facto de causar desconforto em longas sessões de jogo e falta de perceção da certos objetos que podem ser cruciais para vencer.
Realidade Virtual
Um mercado que está em crescimento, inicialmente experimental e poucos no público podiam possuir devido ao seu alto custo e falta de jogos. O ecrã é posto sobre a visão do jogador permitindo uma imersão 2D completa sobre o seu alcance visual. Estes têm cada vez mais jogos exclusivos com o objetivo de expandir o mercado e as vendas dos mesmos, um exemplo é o Valve Index e o videojogo Half Life: Alyx que foram recentemente introduzidos. Devido ao seu peso sobre a cabeça e proximidade da visão causa desconforto após um certo período de uso e portanto não é usado para jogar competitivamente.
