Motores de Juegos

1. Qué es un motor de juegos

Todos los juegos necesitan lo mismo: dibujar en pantalla muchas veces por segundo, leer el mando o la pantalla táctil, mover objetos, detectar choques, reproducir sonidos y cargar niveles. Un motor de juegos es el software que ya resuelve todo eso para que el equipo se centre en el juego en sí. Incluye además un editor para montar escenas y herramientas para exportar a cada plataforma.

Subsistemas de un motor

2. El bucle del juego

Un juego no espera a que el usuario haga algo: se repite sin parar el bucle del juego (game loop), unas 60 veces por segundo (60 FPS, un fotograma cada 16,7 ms).

1. Leer la entrada: qué teclas están pulsadas, dónde se ha tocado.
2. Actualizar el mundo: mover objetos, aplicar la física, comprobar colisiones, lógica y puntuación.
3. Dibujar el fotograma con el estado actual.

(sin mensajes)

3. Arquitectura de un juego 2D y 3D

Organización: escenas, nodos, entidades y componentes

Los motores organizan el juego en escenas formadas por objetos. Unity usa GameObjects a los que se añaden componentes (Transform, SpriteRenderer, Rigidbody2D, scripts); Godot usa un árbol de nodos (cada nodo hace una cosa y se combinan: CharacterBody2D + Sprite2D + CollisionShape2D). Muchos motores internos usan ECS (Entity-Component-System): entidades que son solo un identificador, componentes que son datos y sistemas que procesan todos los componentes de un tipo.

Física y colisiones

• Cuerpos estáticos (suelo, paredes), rígidos (los mueve la física: cajas que caen) y cinemáticos o de personaje (los mueve tu código, con colisiones).
• Colisionadores (formas simplificadas) frente a disparadores/áreas (detectan que algo entra, sin chocar: recoger una moneda).
• Capas y máscaras de colisión: qué choca con qué (las balas del jugador no chocan con el jugador).
• La comprobación más sencilla es AABB: dos rectángulos alineados se solapan si se solapan en x y en y.

1// Rectángulo contra rectángulo (AABB)
2const chocan = (a, b) =>
3  a.x < b.x + b.ancho && a.x + a.ancho > b.x &&
4  a.y < b.y + b.alto  && a.y + a.alto  > b.y;
5
6// Círculo contra círculo: la distancia entre centros es menor que la suma de radios
7const chocanCirculos = (a, b) => Math.hypot(a.x - b.x, a.y - b.y) < a.r + b.r;

4. Comparativa y selección de motores

Criterios de selección

1. Tipo de juego: 2D, 3D, realismo gráfico, multijugador.
2. Plataformas de destino: Android, iOS, web, PC, consolas.
3. Lenguaje y experiencia del equipo.
4. Licencia y costes: regalías, suscripciones, código abierto.
5. Rendimiento y tamaño del ejecutable (importante en móviles de gama baja).
6. Comunidad, documentación, tutoriales y recursos disponibles.
7. Herramientas: editor de escenas, animación, depuración y perfilado.

Probar un motor

Antes de elegir, se hace un prototipo con la mecánica principal en los motores candidatos y se mide: tiempo de desarrollo, FPS en el móvil más modesto, tamaño del APK, consumo de batería y facilidad para depurar. Los motores incluyen perfiladores (Unity Profiler, el monitor de Godot) que muestran el tiempo de cada fotograma, la memoria y las llamadas de dibujo.

5. El mismo comportamiento en Godot y en Unity

Un personaje que se mueve con las flechas, salta y recoge monedas, escrito en los dos motores más usados:

1extends CharacterBody2D
2
3const VELOCIDAD = 220.0
4const SALTO = -420.0
5var gravedad = ProjectSettings.get_setting("physics/2d/default_gravity")
6signal moneda_recogida
7
8func _physics_process(delta):            # se llama 60 veces por segundo
9    if not is_on_floor():
10        velocity.y += gravedad * delta
11    if Input.is_action_just_pressed("saltar") and is_on_floor():
12        velocity.y = SALTO
13    var direccion = Input.get_axis("izquierda", "derecha")
14    velocity.x = direccion * VELOCIDAD
15    $Sprite2D.flip_h = direccion < 0 if direccion != 0 else $Sprite2D.flip_h
16    move_and_slide()                       # mueve y resuelve las colisiones
17
18func _on_area_moneda_body_entered(body):   # señal de un Area2D
19    emit_signal("moneda_recogida")

1using UnityEngine;
2
3[RequireComponent(typeof(Rigidbody2D))]
4public class Jugador : MonoBehaviour
5{
6    [SerializeField] float velocidad = 5f;
7    [SerializeField] float fuerzaSalto = 8f;
8    Rigidbody2D rb;
9    bool enSuelo;
10    int monedas;
11
12    void Awake() => rb = GetComponent<Rigidbody2D>();
13
14    void Update()                                       // cada fotograma: leer la entrada
15    {
16        float dir = Input.GetAxisRaw("Horizontal");
17        rb.velocity = new Vector2(dir * velocidad, rb.velocity.y);
18        if (Input.GetButtonDown("Jump") && enSuelo)
19            rb.AddForce(Vector2.up * fuerzaSalto, ForceMode2D.Impulse);
20    }
21
22    void OnCollisionEnter2D(Collision2D c) { if (c.gameObject.CompareTag("Suelo")) enSuelo = true; }
23    void OnCollisionExit2D(Collision2D c)  { if (c.gameObject.CompareTag("Suelo")) enSuelo = false; }
24
25    void OnTriggerEnter2D(Collider2D otro)              // disparador: moneda
26    {
27        if (!otro.CompareTag("Moneda")) return;
28        monedas++;
29        Destroy(otro.gameObject);
30    }
31}

6. Ejercicios