Realidad Virtual desde Cero: Un Enfoque Metódico y Creativo
Introducción
La infraestructura de un videojuego de realidad virtual (VR) desarrollado en Unreal Engine puede ser compleja y multifacética, abarcando desde la creación de contenido gráfico y los sistemas de interacción hasta la optimización para dispositivos VR. A continuación, te ofrezco un texto detallado que describe los componentes clave y cómo estos interactúan para crear una experiencia VR de alto rendimiento y realismo.
Infraestructura de un videojuego de realidad virtual en Unreal Engine
Un videojuego de realidad virtual creado en Unreal Engine se sustenta sobre una infraestructura tecnológica sólida y sofisticada que integra distintos sistemas y capas de funcionalidad. Estos componentes no solo son críticos para ofrecer gráficos impresionantes, sino también para garantizar que la experiencia sea inmersiva, interactiva y funcional en dispositivos de realidad virtual como Oculus Rift, HTC Vive, PlayStation VR, entre otros.
Motor de Renderizado Gráfico
En el corazón del videojuego se encuentra el motor de renderizado de Unreal Engine. Este motor se encarga de generar los gráficos en tiempo real, procesando modelos 3D, texturas, sombras, iluminación y otros efectos visuales avanzados. Para VR, la tasa de cuadros por segundo (FPS) y la latencia de renderizado son críticos. Unreal Engine soporta Forward Rendering y Deferred Rendering con el primero siendo más adecuado para VR debido a su capacidad para mantener altas tasas de FPS (idealmente 90 o más) y una baja latencia, factores esenciales para prevenir el mareo por movimiento en los jugadores.
Unreal Engine también ofrece soporte nativo para tecnologías de foveated rendering que optimiza el rendimiento renderizando en alta resolución solo la parte de la escena donde el jugador está mirando, mientras reduce la calidad de las áreas periféricas. Esto se complementa con el uso de técnicas como temporal anti-aliasing (TAA) para suavizar los bordes y mejorar la calidad visual sin aumentar significativamente el consumo de recursos.
Sistemas de Física e Interacción
La física en un videojuego de realidad virtual debe ser extremadamente precisa y responsiva, ya que los jugadores esperan que el entorno reaccione de manera realista a sus movimientos y acciones. Unreal Engine integra PhysX, el motor de física de Nvidia, que permite simular colisiones, gravedad y comportamientos complejos de objetos en el entorno 3D.
Para mejorar la inmersión en VR, el juego debe soportar interacción física detallada, como tocar objetos, lanzar elementos, y sentir el peso de los mismos a través de controladores con retroalimentación háptica. Aquí entra en juego el Physics Handle Component, que facilita el agarre y manipulación de objetos por parte del jugador en un entorno virtual. Además, Unreal Engine permite la integración con sistemas de captura de movimiento y sensores avanzados, como los controladores de movimiento y los guantes hápticos, para que el jugador sienta una experiencia táctil mucho más rica.
Subsistema de Realidad Virtual (VR Subsystem)
Unreal Engine tiene un subsistema específico para la realidad virtual que facilita la interacción con dispositivos de VR. Este subsistema maneja la renderización estereoscópica (una imagen diferente para cada ojo), así como el seguimiento de la posición y rotación del jugador a través de los sensores del casco de realidad virtual. El sistema también gestiona los controladores de movimiento, que permiten a los jugadores interactuar con el entorno de manera natural y precisa.
El VR Subsystem en Unreal Engine está optimizado para diferentes plataformas de hardware, lo que asegura que el videojuego puede ser lanzado en múltiples dispositivos sin grandes modificaciones. Unreal proporciona un VR Template que permite a los desarrolladores comenzar con configuraciones predefinidas, incluidas configuraciones para teleportación, escalado del mundo, y otros patrones de movimiento diseñados para reducir el mareo por movimiento.
Inteligencia Artificial (IA) y NPCs
Los personajes no jugables (NPCs) en un juego de realidad virtual deben comportarse de manera realista e interactuar con el entorno y el jugador de forma natural. La IA en Unreal Engine se basa en un sistema de Behavior Trees que permite a los desarrolladores programar comportamientos complejos de NPCs. Los NavMesh (navegación de malla) son esenciales para que los NPCs puedan moverse por el mundo de manera fluida, evitando obstáculos y reaccionando adecuadamente a los movimientos del jugador.
En un entorno de VR, la IA también puede beneficiarse de sistemas de percepción avanzados, como el Environmental Query System (EQS), que ayuda a los NPCs a reaccionar de forma más contextual a los eventos que ocurren en el mundo. Por ejemplo, un NPC puede “ver” o “escuchar” al jugador según su proximidad, lo que añade una capa extra de realismo a la experiencia.
Audio Especializado
El audio en realidad virtual es otro componente crítico para la inmersión. Unreal Engine cuenta con un avanzado sistema de audio espacial que permite reproducir sonidos en un entorno tridimensional, de manera que el jugador pueda identificar la fuente de un sonido dependiendo de su posición relativa. Esto se logra con técnicas como HRTF (Head-Related Transfer Function), que simula cómo los oídos humanos perciben los sonidos provenientes de distintas direcciones.
El sistema de audio también está integrado con eventos del juego, de modo que los sonidos ambientales, los diálogos y los efectos de sonido (como explosiones o el choque de objetos) respondan en tiempo real a las acciones del jugador y los NPCs.
Optimización para Realidad Virtual
Uno de los mayores desafíos de desarrollar para realidad virtual es la optimización del rendimiento. Los juegos de VR requieren un equilibrio entre gráficos de alta calidad y un rendimiento extremadamente fluido. Unreal Engine ofrece herramientas de profiling que permiten a los desarrolladores identificar cuellos de botella en el rendimiento y optimizar aspectos como el consumo de memoria, el uso de la GPU/CPU, y la eficiencia de los shaders.
Técnicas como Level of Detail (LOD) son cruciales para mantener el rendimiento en VR. LOD ajusta la calidad de los modelos y texturas dependiendo de la distancia del jugador, lo que permite mantener una alta calidad visual en objetos cercanos mientras reduce la carga en los objetos más lejanos. El uso de instanced rendering también ayuda a optimizar la renderización de múltiples objetos similares.
Interfaces de Usuario en Realidad Virtual
Las interfaces de usuario (UI) en realidad virtual requieren un enfoque diferente al de los juegos tradicionales. En lugar de usar menús planos, la UI en VR suele estar integrada en el entorno 3D del juego, y el jugador puede interactuar con ella mediante los controladores de movimiento o usando su vista para seleccionar opciones. Unreal Engine soporta (Widgets 3D), que permiten crear menús y interfaces que se comportan como objetos dentro del mundo del juego, ofreciendo una experiencia mucho más inmersiva.
Convertir un videojuego de realidad virtual desarrollado en Unreal Engine en una aplicación descargable en (Steam) requiere una serie de pasos que abarcan la optimización, compilación, empaquetado y configuración de los archivos, además de la integración con la plataforma de Steam para la distribución y venta. A continuación, te detallo el proceso para lograrlo:
1. Preparación y Optimización del Juego
Antes de subir el juego a Steam, es fundamental asegurarse de que el videojuego está optimizado para ejecutarse en diversas configuraciones de hardware. Para los juegos de realidad virtual, es crucial mantener un alto rendimiento, ya que la fluidez es esencial para evitar problemas como el mareo por movimiento (motion sickness). Unreal Engine ofrece herramientas de optimización, como:
Perfomance Profiler:Permite identificar problemas de rendimiento.
Level of Detail (LOD): Optimiza los modelos para renderizarlos a diferentes niveles de calidad según la distancia.
– HRTF y Audio Espacializado: Para VR, es esencial usar audio espacializado correctamente, lo cual Unreal soporta de manera nativa.
– **Configuraciones para VR:** Asegúrate de que las configuraciones predeterminadas de VR (tasa de cuadros por segundo, teletransportación, etc.) están bien ajustadas.
2. Compilación y Empaquetado del Juego
Una vez que el juego esté optimizado, deberás compilar y empaquetar el proyecto para la plataforma en la que se ejecutará (Windows, Linux, etc.). Unreal Engine facilita este proceso mediante las opciones de empaquetado dentro de su interfaz.
1. Configurar el Proyecto para la Plataforma Correcta
– Ve al menú de configuración del proyecto en Unreal Engine.
– Elige la plataforma de destino (usualmente Windows para Steam).
– Configura la calidad gráfica, resoluciones soportadas y otros aspectos para VR.
2. Empaquetar el Juego:
– Dirígete a `File > Package Project` y selecciona la plataforma de destino (normalmente Windows 64-bit).
– Unreal generará un archivo ejecutable (.exe) junto con los archivos necesarios para ejecutar el juego, como texturas, modelos y scripts.
3. Integración con Steamworks SDK
Steam utiliza el Steamworks SDK para integrar características específicas de la plataforma, como logros, tablas de clasificación, almacenamiento en la nube y funciones multijugador. Para agregar estas características a tu juego, sigue los siguientes pasos:
1. Descargar e Integrar Steamworks SDK:
– Regístrate como desarrollador en Steam y descarga el Steamworks SDK desde el portal de desarrolladores de Steam.
– En Unreal Engine, puedes integrar Steamworks mediante el plugin nativo de Steam que Unreal ofrece.
– Activa el Steam Subsystem Plugin en Unreal (dentro del menú de plugins).
– Asegúrate de vincular correctamente el App ID de Steam que obtendrás al crear la aplicación en Steamworks.
2. Configuración del SDK:
– Configura las características específicas de Steam en tu juego, como los logros, el sistema de inventario o el guardado en la nube.
– Verifica que el juego pueda interactuar correctamente con Steam utilizando los entornos de prueba de Steamworks.
4. Registro en Steamworks
Para poder distribuir tu juego en Steam, necesitarás una cuenta de desarrollador en Steamworks. Aquí tienes los pasos para registrar tu juego:
1. Crear una Cuenta de Steamworks:
– Visita el sitio de Steamworks y regístrate como desarrollador, lo que incluye un proceso de verificación e identificación.
– Paga la tarifa de registro única de $100 para poder acceder a las herramientas de distribución en Steam.
2. Crear la Aplicación en Steamworks:
– Una vez que tu cuenta sea aprobada, puedes crear una nueva aplicación en el panel de Steamworks.
– Define aspectos importantes como el nombre del juego, la categoría, las configuraciones de VR, los idiomas soportados y la clasificación por edades.
5. Carga del Juego y Configuración en Steam
Después de haber empaquetado el juego y configurado Steamworks, debes cargar los archivos del juego y definir los parámetros de la tienda de Steam.
1. Subir el Juego:
– Usa la herramienta SteamPipe, que es el sistema de distribución de contenido de Steam, para cargar los archivos del juego empaquetado. SteamPipe te permite gestionar las versiones del juego y las actualizaciones.
– Sigue las instrucciones para configurar los depots y los builds, que son las distintas versiones del juego según la plataforma o región.
2. Configurar la Tienda de Steam:
– Crea la página de la tienda del juego, proporcionando detalles como descripciones, capturas de pantalla, videos, categorías de juego y compatibilidad (por ejemplo, indicar que es un juego de realidad virtual compatible con dispositivos como Oculus Rift o HTC Vive).
– Añade también las configuraciones de precio, país de lanzamiento, promociones, etc.
6. Pruebas y Aprobación
Antes de lanzar el juego públicamente, es importante probarlo a fondo. Steam proporciona herramientas para realizar **pruebas privadas** con un grupo reducido de usuarios.
1. Beta Testing:
– Configura un canal de beta testing para invitar a usuarios a probar el juego y asegurarte de que no haya errores graves o problemas de compatibilidad.
– Puedes configurar múltiples ramas para lanzar versiones diferentes del juego, como una versión pública y otra para pruebas.
2. Aprobación de Steam:
– Una vez que el juego haya sido probado, envíalo a Steam para su revisión. Steam revisará aspectos técnicos y de contenido para asegurarse de que cumple con sus estándares.
7. Lanzamiento y Mantenimiento
Una vez aprobado el juego, puedes programar la fecha de lanzamiento en Steam.
1. Promocionar el Lanzamiento:
– Utiliza las herramientas de Steam para promocionar el juego, como descuentos de lanzamiento, eventos de retransmisión o la inclusión en Steam Curators.
– Asegúrate de que tu página de la tienda esté actualizada con contenido relevante, como actualizaciones o DLCs si planeas añadir contenido adicional.
2. Actualizaciones y Parches:
– Después del lanzamiento, podrás usar Steam para distribuir actualizaciones y parches a los usuarios.
– También puedes gestionar la retroalimentación de los jugadores mediante foros de Steam y herramientas de análisis integradas para mejorar la experiencia del juego.
Conclusión:
Describe una guía para crear experiencias de realidad virtual en Unreal Engine, afirmando que la plataforma debe tener una “infraestructura común” y soportar experiencias de realidad virtual basadas en representación gráfica, física, inteligencia artificial y audio especializado. El libro también explica el proceso de publicación y optimización en plataformas como Steam. La combinación de estos elementos es esencial para crear videojuegos de realidad virtual que brinden una experiencia inmersiva y de alto rendimiento, permitiendo a los desarrolladores experimentar con sus ideas en esta cautivadora área.
Créditos
Autores: David Santiago Bejarano Ortiz, Juliana Figueroa Hurtado, Sebastián Medina Gonzales
Editor: Ing. Carlos Iván Pinzón Romero
Codigo: UCPI1-1
Universidad: Universidad Central
fuentes
Dwisest. (2022, 19 octubre). Curso Realidad Virtual con Unreal Engine y Oculus - Introducción [Vídeo]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=gUcwQ5IVpXc
fobias realidad virtual - Bing. (s. f.). Bing. https://www.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=DpyYo9MI&id=FCD022404EC561B8C6142A1481D5FFDB768617A9&thid=OIP.DpyYo9MIeyvsP9PG4cfXzgAAAA&mediaurl=https%3A%2F%2Fwww.ecoportal.net%2Fwp-content%2Fuploads%2F2022%2F04%2Fla-realidad-virtual-rdn.jpg&exph=267&expw=474&q=fobias+realidad+virtual&simid=608045354298713843&form=IRPRST&ck=7D604BC5493E5D5331B3A16F1783E490&selectedindex=0&itb=0&ajaxhist=0&ajaxserp=0&vt=0&sim=11&cdnurl=https%3A%2F%2Fth.bing.com%2Fth%2Fid%2FR.0e9c98a3d3087b2bec3fd3c6e1c7d7ce%3Frik%3DqReGdtv%252f1YEUKg%26pid%3DImgRaw%26r%3D0&pivotparams=insightsToken%3Dccid_kCYUeJhT*cp_74E62D6B82034DCB73E6171EC0D6387F*mid_0E90C7772DF797E6FD0280714F993A2CCBFC2A2A*simid_608019378322017723*thid_OIP.kCYUeJhTXqlD6UOl2eRdhQHaEo&iss=VSI&ajaxhist=0&ajaxserp=0
Herramienta de desarrollo de juegos _ AcademiaLab. (s. f.). https://academia-lab.com/enciclopedia/herramienta-de-desarrollo-de-juegos/
realidad virtual - Bing. (s. f.). Bing. https://www.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=DBd3BALD&id=A647823CED8ABDEAF750CA38CCF4D48B7B12E300&thid=OIP.DBd3BALDlxT0ZbOjwFleAwHaEx&mediaurl=https%3a%2f%2fwww.ddinteractiva.com%2fnoticias%2fwp-content%2fuploads%2f2018%2f08%2fhtc-vive-and-oculus-rift-total-system.jpg&cdnurl=https%3a%2f%2fth.bing.com%2fth%2fid%2fR.0c17770402c39714f465b3a3c0595e03%3frik%3dAOMSe4vU9Mw4yg%26pid%3dImgRaw%26r%3d0&exph=1236&expw=1920&q=realidad+virtual&simid=608046170327164020&FORM=IRPRST&ck=586C43EF9C4A0F35A423F614648579AC&selectedIndex=34&itb=0&ajaxhist=0&ajaxserp=0
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(s. f.-b). https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fmedium.com%2F%40daniel.pelaezb%2Frealidad-mixta-en-la-psicolog%25C3%25ADa-ae4081b795f5&psig=AOvVaw1W0qaWG9H-b5_SqVI6oCbh&ust=1729349332545000&source=images&cd=vfe&opi=89978449&ved=0CBQQjRxqFwoTCPiQ9MyWmIkDFQAAAAAdAAAAABAY%20}
Serie de tutoriales en español sobre Unreal Engine 4. (2014, 22 septiembre). Epic Developer Community Forums. https://forums.unrealengine.com/t/serie-de-tutoriales-en-espanol-sobre-unreal-engine-4/11858
Soloaga, A. (2019, 19 julio). Unreal Engine, qué es y para qué sirve | El Blog de Akademus. El Blog de Akademus. https://www.akademus.es/blog/emprendedores/unreal-engine-que-es-y-para-que-sirve/#:~:text=Unreal%20Engine%20es%20un%20entorno%20de%20desarrollo%20que,c%C3%B3digo%20o%20renderizaci%C3%B3n%20de%20animaciones%2C%20entre%20otras%20caracter%C3%ADsticas.
