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Entre polígonos: La evolución de los modelos poligonales

Entre polígonos: La evolución de los modelos poligonales

Entre polígonos: La evolución de los modelos poligonales

Con una generación que busca acercarse a los gráficos prerrenderizados, repasamos cómo ha cambiado el rol de los polígonos en nuestros juegos favoritos.

Entre polígonos: La evolución de los modelos poligonales

Polígonos. Mallas poligonales. Polycount. Aunque para más de uno serán “palabros”, seguro que la mayoría de ustedes tienen, cuanto menos, una ligera noción de lo que son y lo que suponen para los juegos actuales. En consola, los primeros polígonos aparecieron ya en consolas como Super Nintendo y Mega Drive, con juegos como Star Fox y Virtua Racing, pero, obviamente, su presencia era más anecdótica que otra cosa. Hoy en día, los polígonos lo son todo. ¿O no?

Entre polígonos: La evolución de los modelos poligonales



Seguro que en un principio podéis pensar que, a mayor cantidad de polígonos, más espectacular es el resultado, pero, ¿y si os decimos que Juliet en Lollypop Chainsaw tiene casi 20.000 polígonos y Marcus en Gears of War 15.000? A lo largo de este especial vamos a repasar cómo la cifra que compone a cada personaje ha pasado de jugar un papel esencial a ser una mera base sobre la que trabajar, y cómo el resultado final no está necesariamente en relación proporcional con la cantidad de polígonos de un modelo u otro.

Antes de empezar, eso sí, queremos dejar algo bien claro. Este reportaje no es un análisis técnico ni particularmente detallado del uso de diferentes técnicas de modelados poligonales. Nuestro objetivo, con este especial, es observar de la manera más ilustrativa posible la evolución del número de polígonos usado para diseñar a los protagonistas de diferentes juegos a lo largo del tiempo, y comparar los diferentes resultados que se han ido obteniendo.

Pero, ¿qué es un polígono?



Por definición, en el modelado tridimensional, es una forma bidimensional compuesta de líneas rectas y conectadas –y consecuentemente, cerrada–. A la hora de modelar personajes para videojuegos, el tema que nos ocupa, la forma más común es el triángulo, por lo que la inmensa mayoría de personajes que vemos en los títulos “actuales” están realizados de polígonos triangulares.

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A mayor potencia de la máquina, mayor cantidad de polígonos que puede mover en pantalla. Proporcionalmente, a mayor número de polígonos, mayor será la cantidad de detalle de un elemento en concreto. Hoy nos centraremos en los modelados poligonales de los personajes, pero, obviamente, esto que comentamos también afecta a los escenarios. Claro que, según evolucionan las técnicas de desarrollo, también es posible añadir detalles de otras maneras que no implican sumar triángulos. Pero no adelantemos detalles.

Introducción: Los polígonos en Super Nintendo y Mega Drive



Os extrañará quizás que empecemos por estas máquinas, las cuales fueron predominantemente poseedoras de juegos en dos dimensiones. Ambas nos sirven además como base para organizar este reportaje. Como sucede en muchas ocasiones similares, el ordenador suele ser pionero en temas gráficos, por lo que cuando comentemos algún título de PC, tendremos que recurrir a juegos concretos para comentar al respecto. De todos modos, las consolas nos permiten dar una organización generacional, que esperemos que sea la más clara posible.

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Gracias a chips adicionales, juegos como los mencionados Star Fox, en Super Nintendo, o Virtua Racing en Mega Drive fueron en su momento auténticas revoluciones, que ayudaron a llevar a los jugadores de consola las bondades de los polígonos. En el caso de Star Fox –Starwing en Europa–, títulos como Stunt Race FX demostraron que realmente el chip Super FX daba mucho más de sí, pero esta tecnología todavía estaba por explotar.

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La revolución poligonal en consolas: PlayStation, Saturn y Nintendo 64



Para la mayoría de jugadores de consolas, el salto a Sega Saturn, PlayStation y Nintendo 64 supuso el salto a las aventuras en tres dimensiones. Las consolas mencionadas eran muy capaces de mover “bastantes” polígonos con soltura, pero la cosa se complicaba cuando se metían texturas. Por eso, muchos títulos aprovechaban polígonos “de colores” sin texturas, que permitían modelos más complejos. Salvando las diferencias, y para que os hagáis una idea de las cifras que se barajaban, Crash en Crash Bandicoot tenía 512 polígonos, mientras que Mario en Super Mario 64 rondaba los 700, y, en ambos casos, utilizando polígonos sin texturas en su mayoría.

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Los juegos de lucha tenían que dosificar la carga poligonal entre los dos protagonistas, y en el caso de juegos como Tekken en PlayStation o Virtua Fighter en Saturn, los luchadores estaban construidos de unos 300 triángulos, aproximadamente. Como curiosidad, comentar que la versión recreativa de Virtua Fighter recurría a polígonos cuadrangulares, pero para la versión doméstica se usaron triángulos, más sencillos de procesar. Tekken aprendió a hacer uso del hardware de Sony, y ya Tekken 2 y 3 llegaron a poner personajes de unos 500 polígonos en pantalla.

Hemos querido elegir algunos de los juegos más o menos contemporáneos de PC, que consideramos que pueden ser representativos de los polígonos que se manejaban en la época. Por una parte tenemos Quake (1996), donde los enemigos hacían gala de unos 200 polígonos, y Half-Life (1998), donde un zombi tenía unos 800. Obviamente, cada género puede permitirse distribuir los polígonos de una manera u otra –en el escenario, en los personajes principales, en los secundarios…– en función de sus necesidades.

Llegan las emociones: PlayStation 2, Dreamcast y Nintendo GameCube y Xbox



Con los 128 bits, los detalles se multiplicaban. Seguramente muchos de vosotros recordaréis como PlayStation 2 se anunció con su “Emotion Engine”, enfatizando cómo los personajes podrían transmitir emociones en los juegos. Lo cierto es que aunque probablemente esta idea estaba presente durante su desarrollo, la emoción –o la falta de ella– era más cosa de los desarrolladores que de que el juego saliese en la consola de Sony, la de Nintendo, la de Sega o la de Microsoft.

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El heredero de Crash, Jak de Jak & Daxter, pasa de los 512 triángulos a los 4.000, aumentando su expresividad y multiplicando las posibilidades de sus animaciones. Mario, por su parte, pasaba a los 1.500 –1.348 para ser exactos– en Super Mario Sunshine, y a pesar de la diferencia con el juego de Naughty Dog, no pensamos que se aprecie una diferencia demasiado notable para 2.500 polígonos de diferencia. Éste es uno de los ejemplos en los que el diseño y la distribución de los triángulos es tanto o más importante como la cantidad de los mismos.

Pasando a los juegos de lucha, tenemos que destacar el enorme despliegue técnico de títulos comoDead or Alive 2 en Dreamcast, considerado el segundo juego que más polígonos movía por segundo de la consola, sólo por detrás de Test Drive: Le Mans, con personajes que oscilaban entre los 8.500 y los 10.000 triángulos.

Estas cifras eran una auténtica barbaridad para la época, sobre todo teniendo en cuenta queSoulCalibur utilizaba unos 4.000 por luchador. Estas cifras acabarían estandarizándose, y ya en juegos multiplataforma –PlayStation 2, GameCube y Xbox– como Mortal Kombat: Deadly Alliance, ya veíamos personajes compuestos por entre 7.000 y 10.000 polígonos. Antes de cambiar de género, mencionar que el Team Ninja volvió a exprimir la potencia de la consola de turno, en este caso, Xbox, con personajes que tenían entre 10.000 y 15.000 triángulos con Dead or Alive 3.

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Otro de los referentes poligonales fue Resident Evil 4 para GameCube, cuyo personaje principal, Leon, sumaba 10.000 triángulos. Como veis, estas cifras ya son altas para un juego de lucha, así que imaginad en un juego de aventura, con escenarios más o menos abiertos y múltiples enemigos en pantalla. Por comparar con otro juego de GameCube bastante destacable en el apartado gráfico,The Legend of Zelda: Twilight Princess mostraba un Link con 6.900 polígonos. En The Legend of Zelda: Wind Waker, Link “sólo” tenía 2.800.

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Se acaban los bits, comienza la búsqueda del realismo: ¿Wii?, Xbox 360 y PlayStation 3



Tras el salto generacional, las consolas dejan de organizarse por bits, y Nintendo se baja del carro de los gráficos para revolucionar su mercado llevando los videojuegos a sitios, hasta entonces, insospechados. Por su parte, Microsoft y Sony siguen en la carrera técnica, impulsando el apartado visual hasta buscar el fotorrealismo.

Siguiendo con Naughty Dog para mostrar la evolución poligonal de las aventuras en tercera persona en la máquina de Sony, Drake, protagonista de Uncharted: El tesoro de Drake, debuta con 30.000 polígonos, llegando a acercarse a los 40.000 en la última entrega de la saga. A pesar de que el salto técnico de GameCube a Wii no fue demasiado grande, Nintendo se las arregló para ampliar el detalle de Mario en Super Mario Galaxy con casi 5.000 polígonos, un importante salto con respecto al deSuper Mario Sunshine.

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Dead or Alive 4 volvió a presumir de modelados –y no por lo que todo sabemos–, situándose en una media de entre 30.000 y 40.000 triángulos por luchador, una cifra que se mantuvo más o menos estable en Dead or Alive 5. Eso sí, Team Ninja no la subió porque, aparentemente, no lo necesitaba, ya que uno de los trajes de Kasumi subía hasta los 65.000 sin problemas. Su más directo competidor, Tekken Tag Tournament 2, se quedaba en una media de 20.000 polígonos, bastante por debajo de su rival, al menos en este aspecto.

Tampoco sufrió un gran salto en su modelo poligonal Leon, quien en Resident Evil 6 “únicamente” añadió 5.000 triángulos, pasando de 10.000 en GameCube a 15.000 en PlayStation 3, Xbox 360 y PC. Quizás puedan parecer pocos pero, ¿sabéis que Marcus tenía la misma cantidad de polígonos en el primer Gears of War? Y, con esta pregunta, pasamos a la segunda parte de nuestro especial.

¿Más polígonos significa más detalles?



Sí y no. Como hemos intentado ilustrar, la mayor potencia de las máquinas ha ido permitiendo crear modelos poligonales más complejos, pero sobre todo hoy en día, esto no es más que el principio. Con más polígonos se consiguen crear personajes con más detalles, pero una vez tienes la base, hay varias técnicas que permiten simular todavía más y que además son “adaptables” para evitar consumir recursos innecesarios.

Aunque todavía se sigue haciendo, seguro que muchos recordaréis de la época de PlayStation 2, en juegos como Final Fantasy X, cómo había varios personajes con distintos niveles de detalle. Es decir, había uno mucho más elaborado para los primeros planos, otro con detalle intermedio, y el modelo más simple que era el que controlábamos, y cuyo rostro rara vez veíamos de cerca. Hoy en día, por ejemplo, el jugador de FIFA que vemos como una hormiguita en pantalla, no necesita el detalle facial que vemos en las repeticiones.

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Volviendo al tema de Marcus en Gears of War –juego que elegimos por ser tremendamente popular, y referente gráfico de su momento–, algo que hacen hoy en día prácticamente todo los juegos, es recurrir al bump mapping o “mapeado topológico”, así como a otros tipos de efectos de resultado similar. La idea, explicada de la manera más básica posible, es poner “texturas” que en lugar de dar color al personaje, dan ilusión de relieve sin tener que añadir más polígonos. De ser necesario, estas “texturas” pueden eliminarse y aliviar a la máquina de trabajo.

El Unreal Engine 3 es conocido por tardar unos segundos en cargar todas las texturas y efectos que aparecen en pantalla, por lo que quizás habéis visto cómo se generaban estos elementos que comentamos durante alguna que otra secuencia de Gears of War o algún otro motor que lo utilice. Si no, podéis ver a continuación el modelo poligonal de Marcus en Gears of War 2 sin y con añadidos.

Sin profundizar más en otras técnicas –hoy estamos aquí para hablar de polígonos–, algunos de los últimos títulos en llegar al mercado están explorando posibilidades que sorprenden por su “habilidad” para mostrar más detalle sólo cuando es justa y estrictamente necesario. Gran Turismo 6 es el primer juego de PlayStation 3 que usa la llamada “teselación adaptativa”, con la cual puede aumentar el detalle de la malla poligonal base cuando la cámara se acerca mucho, tal y como se aprecia en este casi hipnótico gif.

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Por último, y no por ello menos importante –de hecho, puede que sea lo que más–, está el trabajo que haga cada artista con el número de polígonos que pueda utilizar para el juego de turno. De nada sirve tener decenas de miles de triángulos si están “mal puestos”, y es preferible saber ubicarlos a “derrocharlos” en partes quizás menos a la vista del personaje.

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Ejemplos prácticos: Modelos y comparativas



¿Cansados de leer? Tranquilos, vamos a intentar que todo quede más claro con comparativas más directas. No os culpamos si tenéis un batiburrillo de números dando vueltas en vuestra cabeza, pero esperemos que reorganizándolos quede todo más claro.

Comenzamos con la comparativa de Naughty Dog:

Crash Bandicoot (Crash Bandicoot, PlayStation) – 512 polígonos:

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Jak & Daxter (Jak & Daxter, PlayStation 2) – 4.000 polígonos:

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Drake (Uncharted 2: El reino de los ladrones, PlayStation 3 – 30.000 polígonos:

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Continuamos con diferentes Super Mario, de Nintendo:

Mario (Super Mario 64, Nintendo 64) – 700 polígonos:

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Mario (Super Mario Sushine, GameCube) – 1.500 polígonos:

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Mario (Super Mario Galaxy, Wii) – 4.700 polígonos:

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Seguimos con varios Link, de The Legend of Zelda, de Nintendo:

Link (The Legend of Zelda: Ocarina of Time, Nintendo 64) – 662 polígonos:

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Link (The Legend of Zelda: Wind Waker, GameCube) – 2.800 polígonos:

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Link (The Legend of Zelda: Twilight Princess, GameCube) – 6.900 polígonos:

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Ahora Leon, desde GameCube a la actual generación:

Leon (Resident Evil 4, GameCube) – 10.000 polígonos:

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Leon (Resident Evil 4, PS3, 360, PC) – 14.000 polígonos:

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Comparamos personajes de la saga Tekken:

Hwoarang y King (Tekken 3, PSX) – hasta 500 polígonos:

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Jin (Tekken 6, PS3, 360) – 20.000 polígonos:

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Asuka (Tekken Tag Tournament 2, PS3, 360, Wii U) – 28.000 polígonos:

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Otro juego de lucha, el de Team Ninja:

Kasumi (Dead or Alive 2, Dreamcast, PS2) – hasta 10.000 polígonos:

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Helena (Dead or Alive 4, Xbox 360)– hasta 40.000 polígonos:

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Kasumi (Dead or Alive 5, PlayStation 3, Xbox 360, ¿PS Vita?)– hasta 65.000 polígonos:

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¿Qué tal se desenvuelven los protagonistas de la saga más conocida de Rockstar?

CJ (Grand Theft Auto: San Andreas, PlayStation 2, Xbox, PC) – 2.000 polígonos:

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Niko Bellic (Grand Theft Auto IV, PlayStation 3, Xbox 360, PC) – 18.000 polígonos:

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Por último, cerraremos las comparativas con una de las sagas más exitosas de Xbox 360:

Marcus (Gears of War 2, Xbox 360) – 20.000 polígonos:

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Marcus (Gears of War 3 Xbox 360) – 32.000 polígonos:

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Ampliando horizontes: Otros modelos



Antes de cerrar, queremos recuperar algunos modelos más, esta vez sólo por curiosidad y sin ánimo comparativo. 





Sheppard (Mass Effect 3, PC, Xbox 360, PlayStation 3) – 22.000 polígonos:

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Sam Fisher (Splinter Cell: Conviction, Xbox 360, PC) – 25.000 polígonos:

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Monkey (Enslaved: Oddysey to the West, Xbox 360, PlayStation 3, PC) – 20.000 polígonos:

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Alan Wake (Alan Wake, Xbox 360, PC) – 13.000 polígonos:

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Grayson Hunt (Bulletstorm, Xbox 360, PC, PlayStation 3) – 43.000 polígonos:

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Geralt de Rivia (The Witcher 2, Xbox 360, PC) – 31.000 polígonos:

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Príncipe (Prince of Persia, Xbox 360, PC, PlayStation 3) – 22.000 polígonos:

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Snake (Metal Gear Solid: Twin Snakes, GameCube) – 4.000 polígonos:

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Snake (Metal Gear Solid 2: Sons of Liberty, PlayStation 2, Xbox 360) – 5.000 polígonos:

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Sonic clásico (Sonic Generations, PlayStation 3, Xbox 360, PC) – 20.000 polígonos:

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Sonic moderno (Sonic Generations, PlayStation 3, Xbox 360, PC) – 17.000 polígonos:

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Lightning (Final Fantasy XIII, PlayStation 3, Xbox 360) – 8.500 polígonos:

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Heather (Silent Hill 3, PlayStation 2, PC) – 5.700 polígonos:

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Bayonetta (Bayonetta, PlayStation 3, Xbox 360) – 54.000 polígonos:

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Capitana Scarlett (Borderlands 2, PlayStation 3, Xbox 360, PC, ¿PS Vita?) – 14.000 polígonos:

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Dante (DmC, PlayStation 3, Xbox 360, PC) – 20.700 polígonos:

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Jefe Maestro (Halo 4, Xbox 360) – 24.400 polígonos:

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Harley Quinn (Batman: Arkham City, PlayStation 3, Xbox 360, PC) – 17.800 polígonos:

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Cole Phelps (L.A. Noire, PlayStation 3, Xbox 360, PC) – 14.000 polígonos:

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Lara Croft (Tomb Raider, PlayStation 3, Xbox 360, PC, ¿PlayStation 4?, ¿Xbox One?) – 41.000 polígonos:

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Lara Croft (Tomb Raider, PlayStation , Sega Saturn, PC) – 300 polígonos:

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Locust (Gears of War, Xbox 360, PC) – 2.000 polígonos:

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Banjo (Banjo-Kazooie, Nintendo 64) – 405 polígonos:

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Peach (Super Smash Bros. Brawl, Wii) – 6.300 polígonos:

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Wario (Super Smash Bros. Brawl, Wii) – 5.700 polígonos:

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Nilin (Remember Me, Xbox 360, PlayStation 3, PC) – 28.000 polígonos:

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Jill (Resident Evil: Revelations, Xbox 360, PlayStation 3, PC, Wii U, ¿Nintendo 3DS?) – 10.000 polígonos:

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Lee Everett (The Waking Dead, Xbox 360, PlayStation 3, PC, PS Vita, móvil) – 4.600 polígonos:

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Off

Comentarios finales: ¿Qué nos depara el futuro?



Para cerrar, echamos un vistazo rápido a algunos de los modelos conocidos de Xbox One y PlayStation 4, que nos permite ir haciéndonos una idea de lo que veremos en los próximos años. Para dejar la puerta abierta a la imaginación, sólo mencionaremos que Marcus, el protagonista deRyse: Son of Rome, está compuesto por 85.000 polígonos, aunque originalmente iba a tener 150.000, y diferentes modelos en función de la lejanía de la cámara, si bien se prefirió un único modelo estable.

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Justo antes de publicar este especial, descubríamos que los personajes protagonistas de inFamous: Second Son usan 120.000 polígonos, unas cifras nada despreciables siendo un juego de mundo abierto. Por ahora, las puertas poligonales quedan abiertas para The Order: 1886, que promete personajes de más de 100.000 triángulos, y que podría ser el próximo referente gráfico de PlayStation 4.





Obviamente, como hemos comentado también en este especial, no todo serán triángulos, y seguramente lleguen nuevas técnicas o algunas de las actuales mejoradas, que nos permitan llevar el detalle de nuestros personajes favoritos un paso más allá sin aumentar su geometría. Una vez más, y como último comentario señalar de nuevo que este especial no busca un análisis técnico, sino ilustrar esa parte de los personajes que siempre vemos, sin realmente ver. Y sobre todo, esperamos que haya gustado.











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