La física de la animación por computadora o la física de los juegos son leyes de la física tal como se definen dentro de una simulación o videojuego , y la lógica de programación utilizada para implementar estas leyes. La física del juego varía mucho en su grado de similitud con la física del mundo real. A veces, la física de un juego puede diseñarse para imitar la física del mundo real con la mayor precisión posible, para que parezca realista al jugador u observador. En otros casos, los juegos pueden desviarse intencionalmente de la física real con fines de juego. Los ejemplos comunes en los juegos de plataformas incluyen la capacidad de comenzar a moverse horizontalmente o cambiar de dirección en el aire y la capacidad de doble salto que se encuentra en algunos juegos. Establecer los valores de los parámetros físicos, como la cantidad de gravedad presente, también forma parte de la definición de la física de un juego en particular.
Hay varios elementos que forman componentes de la física de simulación, incluido el motor de física , el código de programa que se utiliza para simular la física newtoniana dentro del entorno y la detección de colisiones , que se utiliza para resolver el problema de determinar cuándo se cruzan dos o más objetos físicos en el entorno. el camino del otro.
Hay dos tipos centrales de simulaciones físicas : simuladores de cuerpo rígido y simuladores de cuerpo blando . En una simulación de cuerpo rígido, los objetos se agrupan en categorías según cómo deben interactuar y requieren menos rendimiento. La física de cuerpos blandos implica simular secciones individuales de cada objeto de modo que se comporte de una manera más realista. [1]
Un aspecto común de los juegos de ordenador que modelan algún tipo de conflicto es la explosión. Los primeros juegos de ordenador utilizaban el sencillo recurso de repetir la misma explosión en cada circunstancia. Sin embargo, en el mundo real una explosión puede variar según el terreno, la altitud de la explosión y el tipo de cuerpos sólidos impactados. Dependiendo de la potencia de procesamiento disponible, los efectos de la explosión se pueden modelar como componentes partidos y destrozados impulsados por el gas en expansión. Esto se modela mediante una simulación de sistema de partículas. Un modelo de sistema de partículas permite simular una variedad de otros fenómenos físicos, incluido el humo , el agua en movimiento , la precipitación , etc. Las partículas individuales dentro del sistema se modelan utilizando los otros elementos de las reglas de simulación física, con la limitación de que el número de partículas que se pueden simular está restringido por la potencia de cálculo del hardware. Por lo tanto, es posible que sea necesario modelar las explosiones como un pequeño conjunto de partículas grandes, en lugar del enorme número más preciso de partículas finas. [2]
Esta es una técnica de simulación y animación procedimental para mostrar el movimiento de un personaje cuando es asesinado. Trata el cuerpo del personaje como una serie de huesos rígidos conectados entre sí con bisagras en las articulaciones. La simulación modela lo que le sucede al cuerpo cuando cae al suelo. Los modelos físicos más sofisticados del movimiento de criaturas y las interacciones de colisión requieren un mayor nivel de potencia informática y una simulación más precisa de sólidos, líquidos e hidrodinámica. Los sistemas articulados modelados pueden entonces reproducir los efectos del esqueleto , los músculos , los tendones y otros componentes fisiológicos . [3] Algunos juegos, como Boneworks y Half-Life 2 , aplican fuerzas a las articulaciones individuales que permiten que los muñecos de trapo se muevan y se comporten como humanoides con animaciones totalmente procedimentales. Esto permite, por ejemplo, derribar a un enemigo o agarrar cada articulación individual y moverla y la animación basada en la física se adaptará en consecuencia, lo que no sería posible con medios convencionales. Este método se llama muñecos de trapo activos y suele utilizarse en combinación con cinemática inversa .
Los proyectiles, como flechas o balas, suelen viajar a velocidades muy altas. Esto crea problemas con las colisiones: a veces el proyectil viaja tan rápido que simplemente pasa por delante de un objeto delgado sin siquiera detectar que ha chocado con él. Antes esto se solucionaba con ray-casting , que no requiere la creación de un proyectil físico. Sin embargo, simplemente disparar un rayo en la dirección a la que apunta el arma no es particularmente realista, razón por la cual los juegos modernos a menudo crean un proyectil físico que puede verse afectado por la gravedad y otras fuerzas. Este proyectil utiliza una forma de detección continua de colisiones para garantizar que no se produzca el problema mencionado anteriormente (a costa de un rendimiento inferior), ya que se requieren cálculos más complejos para realizar dicha tarea.
Juegos como FIFA 14 requieren una física de proyectiles precisa para objetos como el balón de fútbol. En FIFA 14, los desarrolladores tuvieron que corregir el código relacionado con el coeficiente de resistencia que era inexacto en juegos anteriores, lo que llevó a una simulación mucho más realista de una pelota real. [4]