El motor C4 es un motor de juegos de computadora propietario desarrollado por Terathon Software que se utiliza para crear juegos en 3D y otros tipos de simulaciones virtuales interactivas para PlayStation 5 , PlayStation 4 , [1] PlayStation 3 , Windows ( XP y posteriores), Mac OS X (versiones 10.9 y posteriores), [2] Linux y iOS .
El desarrollo del motor C4 está a cargo del autor de gráficos por computadora Eric Lengyel , quien también es el fundador de Terathon Software. Aunque estuvo en desarrollo esporádicamente durante varios años antes, el motor se puso a disposición por primera vez bajo una licencia comercial en mayo de 2005. Debido a las condiciones cambiantes del mercado, el motor C4 se retiró en 2015, pero se anunció que regresará en 2021. [3] La versión 7.0 del motor C4 se lanzará el 22 de marzo de 2023.
La arquitectura del motor C4 es la de una colección de capas de componentes de software, [4] en la que las capas más bajas interactúan con el hardware de la computadora y el sistema operativo, y las capas más altas brindan servicios independientes de la plataforma al código del juego. Si bien una parte considerable del motor está dedicada a los gráficos 3D, también hay grandes componentes dedicados a la funcionalidad relacionada con el audio, la red, la física, los dispositivos de entrada y la creación de scripts. La documentación del motor está disponible en línea a través de un conjunto de páginas web API y una wiki. [5]
El motor C4 se basa en la biblioteca OpenGL [6] en plataformas Windows, Mac, Linux e iOS, y utiliza un modelo de renderizado hacia adelante de una pasada por luz. El motor es capaz de renderizar con varios tipos diferentes de fuentes de luz y métodos de sombreado. [7] El método principal para renderizar sombras dinámicas es el mapeo de sombras , y se utiliza una variante del mapeo de sombras en cascada para escenas exteriores muy grandes.
Los sombreadores se crean en C4 utilizando uno de los dos métodos disponibles, los cuales aíslan al usuario del código de sombreador requerido por la biblioteca de gráficos subyacente. Se pueden crear sombreadores simples especificando un conjunto de atributos de material como un color de reflexión difusa , un color de reflexión especular y un grupo de mapas de textura . El motor genera internamente el código de sombreador necesario para cada combinación de material y tipo de luz que encuentra al renderizar una escena. Los atributos de material se pueden utilizar para producir efectos como mapeo normal , mapeo de paralaje , mapeo de horizonte y reflexiones o refracciones irregulares. [8]
C4 también incluye un editor de sombreadores gráfico que permite crear materiales personalizados complejos utilizando un amplio conjunto de operaciones predefinidas. [9] Este método de diseño de materiales permite una mayor libertad creativa y funcionalidad para los usuarios expertos, pero requiere un poco más de trabajo por parte del usuario. Los materiales creados utilizando los atributos de material estándar se pueden convertir en sombreadores personalizados para que sirvan como punto de partida en el editor de sombreadores.
Las capacidades de terreno del motor C4 se basan en una tecnología de vóxeles [10] que permite realizar esculturas tridimensionales completas para producir características como salientes, arcos y acantilados verdaderamente verticales que no serían posibles con un sistema de terreno convencional basado en la altura. Las mallas triangulares se generan a partir de datos de vóxeles mediante el algoritmo Marching Cubes , y se logra un nivel de detalle multirresolución uniforme mediante el uso del algoritmo Transvoxel para unir regiones de diferentes resoluciones.
El motor es capaz de reproducir una gran variedad de efectos especiales, incluidos sistemas de partículas , fuego procedimental, efectos eléctricos, niebla volumétrica y fenómenos meteorológicos. [11] Durante una etapa de posprocesamiento, el motor también puede aplicar un desenfoque de movimiento cinematográfico de escena completa a la imagen final utilizando una técnica basada en un búfer de velocidad, [12] así como efectos de brillo y distorsión. El motor no proporciona la capacidad de diseñar efectos de posprocesamiento personalizados.
El motor C4 puede reproducir sonidos almacenados en formato WAV mediante muestreo mono o estéreo de 16 bits, y los datos de audio se pueden reproducir desde la memoria o transmitir desde el disco. El motor reproduce sonidos mediante un mezclador personalizado que ofrece funciones como cambio de frecuencia, efecto Doppler , reverberación y absorción atmosférica.
El juego multijugador en C4 está respaldado por un sistema de mensajería de dos capas que utiliza el Protocolo de datagramas de usuario para comunicarse entre diferentes computadoras conectadas a un juego.
El motor C4 tiene un motor de física nativo que se puede utilizar o permite la opción de implementar una solución de terceros en su lugar.
El motor C4 se entrega con las herramientas básicas de desarrollo de juegos necesarias para crear un juego moderno. Cada herramienta se incluye como un módulo de complemento que existe por separado del motor. Muchas herramientas utilizan el sistema integral de interfaz gráfica de usuario que ofrece el motor para que el usuario pueda disfrutar de una interfaz coherente en distintas plataformas.
La herramienta World Editor es una aplicación de creación de contenido 3D que se utiliza normalmente para crear entornos de juego para su uso con el motor C4. Proporciona un amplio conjunto de capacidades de dibujo y manipulación que se utilizan para construir la geometría del mundo, así como muchas necesidades del juego, como luces, sonidos, disparadores y efectos especiales. [13] [14]
El Editor Mundial puede importar información de escena a través de los formatos OpenGEX [15] y COLLADA [16] . Esto permite el uso de contenido de una gran cantidad de programas de creación de contenido digital como Autodesk Maya o 3D Studio Max .
La herramienta World Editor incluye un editor gráfico de scripts diseñado para que sea accesible tanto para artistas y diseñadores de niveles como para programadores. El editor de scripts permite al usuario colocar varios "métodos" en un gráfico dirigido conectado por "fibras" que representan dependencias de acciones y el orden de ejecución. [17] Los scripts admiten bucles mediante la creación de ciclos en la estructura del gráfico, y la ejecución condicional se apoya marcando las fibras para que se sigan o no en función del valor del resultado que generan los métodos en los que comienzan.
El motor se entrega con varios métodos de script estándar que realizan acciones simples, como habilitar o deshabilitar un nodo de escena (por ejemplo, para encender o apagar una luz) y acciones más complejas, como evaluar una expresión matemática arbitraria. Se pueden definir nuevos métodos de script mediante el código del juego y aparecen en el editor de scripts como acciones personalizadas que puede utilizar un diseñador de niveles.
La herramienta World Editor incluye un subeditor llamado "editor de paneles" que permite la creación de paneles de interfaz 2D que se pueden colocar dentro de un mundo 3D. El editor de paneles permite al usuario colocar varios tipos de widgets , como texto e imágenes, en un nodo de efecto de panel que se representa como parte de la escena. [18] Los paneles también pueden incluir un widget de cámara especial que muestra la escena que es visible para una cámara colocada en cualquier otro lugar del mismo mundo.
Los paneles de interfaz son dinámicos e interactivos. El motor proporciona un conjunto extensible de "mutadores" que se pueden aplicar a elementos individuales del panel para inducir diversas formas de animación, como desplazamiento, rotación o cambio de color. Un personaje de un juego puede interactuar con un panel acercándose a él y haciendo clic con el ratón dentro de los elementos interactivos. Se puede adjuntar un script a dichos elementos, lo que provoca que se produzca una secuencia de acciones cuando el jugador los activa.
El motor C4 tiene licencia por $100 por persona, y esto incluye todas las actualizaciones futuras sin costo adicional.
El motor C4 ha sido autorizado por muchas universidades en relación con los planes de estudio de ingeniería de software orientados a los juegos o para proyectos de investigación especiales. Estas universidades incluyen MIT , Georgia Tech , Worcester Polytechnic Institute (WPI), McMaster University y la Universidad de Kempten . [19] Los estudiantes de algunos de estos programas deben crear sus propios juegos como parte de un curso que utiliza el motor C4, y muchos de estos proyectos han llegado a presentarse en la competencia estudiantil del Festival de Juegos Independientes . [20]
Un proyecto de investigación universitaria en particular involucró la tecnología TactaVest desarrollada en WPI, [21] y su uso del motor C4 fue presentado en el programa de televisión Daily Planet de Discovery Channel Canada que se transmitió el 26 de mayo de 2006. [22]
Los juegos que utilizan el motor C4 incluyen: