La ciencia en juego

Anthony Baillard / 12-03-2009

Traducción: Annia Domènech

Desde que existen los videojuegos, su relación con la ciencia y la tecnología ha sido importante, y variada: dependencia de los avances tecnológicos, inspiración en los descubrimientos científicos, modelizaciones del conocimiento y simulaciones cada vez más fidedignas de la realidad…

Para comenzar con un pequeño resumen histórico, los juegos electrónicos surgen en los años cincuenta en los ordenadores de los laboratorios como un área de investigación. No es hasta los años setenta que los videojuegos se comercializan públicamente y que surgen las primeras consolas domésticas, que prefiguran su futuro. Su edad de oro comienza en 1978 con el éxito colosal de Space Invaders. A partir de entonces, los ordenadores y las cónsolas de juegos emprenden una carrera tecnológica entre ellos, que tiene como resultado el desarrollo de miles de juegos hasta el presente. Algunos de ellos son ya míticos: Pong (1972), Space Invaders (1978), Pac-Man (1980), Super Mario Bros (1990), Doom (1993), Gran Turismo (1997) o Grand Theft Auto (2001), para citar sólo algunos.

Sus estilos son muy variados y para todos los gustos: plataforma, aventura, reflexión, simulaciones de todo tipo, juegos de mesa o de estrategia. Los videojuegos, debido a que en parte dependen de los avances en el conocimiento para evolucionar, mantienen una relación particular con la tecnología y la ciencia, ya que reflejan más o menos directamente el saber humano contemporáneo a su desarrollo.

El ejemplo más simple y evidente de esta afirmación concierne al tratamiento dado en ellos a la gravedad. La gravedad es un fenómeno de nuestra vida cotidiana y un videojuego que ocurra en un universo a nuestra medida no sería creíble si no tuviera en cuenta la atracción terrestre. Los juegos de plataforma integraron rápidamente este factor. Por ejemplo, Lode Runner (Brøderbund,1983) lo hace de un modo muy minimalista: los personajes pueden subir escaleras, suspenderse de cuerdas y desplazarse de izquierda a derecha. Si se encuentran en el vacío, caen en vertical y a una velocidad constante. ¡No se considera ni la inercia en el desplazamiento lateral ni la aceleración en la caída! Joust (Williams Electronics,1983), en cambio, muestra un comportamiento más realista en la caída de sus caballeros-avestruces. Y actualmente, con juegos como Mirror Edge (DICE y Electronic Arts, 2009), el realismo ha llegado a su apogeo gracias a la percepción en primera persona de un universo en tres dimensiones (3D). El jugador encarna a un joven rebelde en una sociedad donde la información está controlada. La única manera de comunicarse libremente es por los tejados, lo que requiere una gran agilidad para saltar de un inmueble a otro, mantener el equilibrio en las cornisas y, sobre todo, evitar caer unos centenares de metros más abajo.

Hoy en día, la física es una parte esencial de los videojuegos en 3D, que son construidos a partir de dos constituyentes principales e indispensables: el motor gráfico y el motor físico. El primero se encarga de transmitir a la pantalla una imagen en dos dimensiones correspondiente al universo en tres dimensiones modelizado en el juego. Los encargados de desarrollarlo utilizan principios de óptica para lograr la reflexión de los materiales, la transparencia y todos los fenómenos ópticos del mundo real. Un método estándar llamado “trazado de rayos” (raytracer, en inglés) permite calcular la trayectoria de los rayos luminosos que atraviesan el universo del juego y determinar cuáles son los que llegan hasta la pantalla. El motor físico, por su parte, se ocupa de la gestión de fuerzas como la gravedad y los principios de acción-reacción. Gracias a él, los objetos se aceleran cuando caen, las carrocerías de los coches se deforman, las ondas se propagan en el agua, etc. Este motor se ha convertido en un componente básico del desarrollo de los videojuegos, hasta tal punto que la sociedad RockStar Games (responsable de la serie de Grand Theft Auto) lo comercializa solo, pues puede utilizarse para producir juegos en 3D en un universo realista. Actualmente, el motor físico realiza una simulación fidedigna de las condiciones reales de nuestra existencia, y las ecuaciones del programa corresponden a las de la física teórica: ¡estamos muy lejos de Lode Runner y su caída lineal!

Los videojuegos pueden también inspirarse en conocimientos y descubrimientos científicos. Este fenómeno no es exclusivo de ellos, se encuentra habitualmente en la literatura o el cine, especialmente de ciencia-ficción. Como ejemplo puede citarse Sapiens (1987), en el cual el jugador evoluciona como el homo sapiens neandertalensis; o E-motion (1990), donde se trata de controlar un átomo para provocar la fusión de otros átomos de su entorno. Aunque el principio sea sencillo, la puesta en práctica es más difícil: algunos átomos están unidos entre ellos por uniones elásticas y los obstáculos surgen a veces en mitad del área de juego. ¡En la ilustración del título se muestra, además, a un Albert Einstein despeinado y con dificultades!

Las series Altered Beast (tres versiones entre 1988 y 2005) y Resident Evil (cinco versiones entre 1996 y 2009) basan sus guiones en manipulaciones genéticas que consiguen crear monstruos que el jugador encarna en la primera parte, pero de los cuales tiene que huir en la segunda. En estos momentos en los cuales el acelerador de partículas LHC (Large Hadron Collider) y su capacidad de crear agujeros negros están de plena actualidad, no se puede no hablar del juego Another World, de 1986. En él, un joven científico se desplaza al acelerador de partículas en una noche de tormenta. Mientras lanza su experimento, cae un rayo sobre el edificio provocando una reacción inesperada con las partículas en plena aceleración: se abre una grieta en el espacio-tiempo que propulsa al joven investigador a otro mundo (“another world” en inglés).

Ya que se habla de conocimientos científico-tecnológicos, hay que hablar de un segundo fenómeno, éste específico de los videojuegos puesto que se refiere a los mandos. Los primeros mandos eran de una simplicidad que sólo tenía parangón con su robustez: una palanca con cuatro direcciones y un botón de acción. Estos cinco comandos fueron numéricos (esto es, podían estar activos o inactivos) hasta los años noventa, cuando salió la PlayStation de Sony con comandos analógicos, es decir, proporcionales. Hoy en día, para los controles de los videojuegos se utilizan tecnologías como los captores de movimientos para proponer un nuevo modo de jugar. La Wii de Nintendo permite realizar movimientos que son directamente interpretados por el juego: ¡uno puede perfeccionar su swing confortablemente en el salón sin miedo a romper ninguna ventana!

En la misma línea, unos niveles situados en los teléfonos portátiles (iPhone, 2008), las consolas portátiles o los mandos (en la PlayStation 3, 2007) permiten utilizar la inclinación del objeto para jugar como con los antiguos juegos en madera, en los cuales había que hacer circular una canica por un laberinto sin que cayera en los agujeros. La forma de los mandos ha cambiado mucho, e incluso se pueden encontrar guitarras de plástico para conectar con la consola y satisfacer al público con algunos acordes en Guitar Hero (2005-2008). No mucho más discretas son las maracas que se pueden ajustar a los mandos de la Wii (Samba de Amigo, 2008).

Otros juegos, como la serie de Time Crisis de Bandai, se utilizan con revólveres cuyo funcionamiento cambia con la tecnología. En la versión 2, salida en 1998 con la PlayStation 2, el GunCon utiliza el barrido y la fluorescencia de la televisión para detectar el lugar de la imagen apuntado por el arma: una pantalla de tubo catódico proyecta electrones sobre su superficie, lo que excita los átomos de fluor, que comienzan a brillar. Los electrones son proyectados sucesivamente de izquierda a derecha, línea tras línea, gracias a campos magnéticos que desvían sus trayectorias horizontalmente y verticalmente. La frecuencia de barrido (normalmente 50 ó 60Hz en une televisión, es decir 50 ó 60 imágenes por segundo) indica indirectamente la velocidad a la cual los electrones son proyectados. Esta frecuencia es superior a la capacidad de visión del ojo (24 imágenes por segundo), por lo cual éste no se da cuenta del fenómeno y para él las imágenes se suceden normalmente. Pero con una frecuencia de adquisición superior a la del barrido, se puede detectar la fluorescencia en la pequeña parte de la pantalla sobre la cual se apunta el arma. Si se sabe en qué momento esta parte es barrida o se recarga, es posible posicionarla en la imagen. Hay que sincronizar el GunCom con el juego por USB, lo que se obtiene con un calibrado antes de comenzar a jugar. Con la aparición de las pantallas de plasma, de los LCD y de los videoproyectores, esta tecnología está hoy obsoleta, de modo que Time Crisis 4, aparecido en 2008 con la PlayStation 3, propone un GunCom 3 utilizando dos captores que hay que posicionar en las esquinas del televisor y que funcionan en el infrarrojo.

Son menos frecuentes los videojuegos en los que la historia está basada en un principio científico. En ellos se debe incluir los educativos, que buscan enseñar de un modo entretenido a los niños, como “Érase una vez la vida” (2004), pero no lo son en el sentido propio del término. Algunos se interesan específicamente en la gestión de la gravedad y las trayectorias de los objetos. Si se trata de disparar obuses contra el enemigo, se pueden determinar el ángulo y la potencia del tiro con este fin, teniendo en cuenta la distancia hasta el enemigo, el relieve y, eventualmente, la fuerza del viento (la serie Worms de Team 17 y Ocean Software desde 1994, o Tanks de2Dplay.com). En este caso, las ecuaciones de la mecánica están en el corazón de la historia. Es más de lo mismo el juego Crayon Physics (Kloonigames, 2007), en el cual se trata de desplazar una bola hasta una estrella. Para lograrlo, se pueden dibujar objetos sensibles a la gravedad que interaccionan con el decorado y la bola utilizando los principios de la mecánica. El lujo está en la posibilidad de crear puntos de pivote para poder hacer girar los objetos alrededor de un eje.

Eco (1988) es una rareza, un juego atípico e inclasificable. El jugador se ve inmerso en el ciclo de la evolución de Darwin: nace bajo la forma de una araña o de un mosquito en un planeta poblado por una decena de especies vegetales y animales distintas. Y el objetivo es sólo uno: evolucionar. Con el fin de lograrlo, primero tiene que alimentarse para poder reproducirse. Después debe encontrar un compañero y aparearse con él. Con cada cópula, tiene la posibilidad de desbloquear una de las ocho llaves de su código genético y de modificarlo para conseguir una nueva forma de vida: pájaro, ciervo, gusano de tierra, planta o ser humano. Y el ciclo recomienza: comer, reproducirse, evolucionar; comer, reproducirse, evolucionar… El juego no tiene ningún otro objetivo, de modo que el fin llega cuando uno muere de inanición ¡o es devorado por una especie para la cual es el plato preferido!

Más reciente, y además astrofísico, Orbit Runner permite comprender las leyes de la gravedad en un vacío entre cuerpos masivos como planetas y estrellas. El objetivo del juego es, una vez más, simple: el jugador desplaza una estrella y debe, gracias a su potencial gravitatorio, capturar los objetos que pasan en sus cercanías pero sin destruirlos. Capturar los objetos significa que deben pasar a orbitar alrededor de la estrella, en ocasiones son estrellas binarias u objetos que siguen trayectorias distintas y que, además, experimentan una influencia gravitatoria recíproca, lo que hace que en la práctica sea mucho más complejo. Entonces se comprende la importancia de la estabilidad en un sistema planetario como el nuestro.

La lista de videojuegos no es exhaustiva, pero en todos ellos destaca la relación privilegiada que mantienen con la actualidad científica y tecnológica. En la última década, Internet ha provocado una pequeña revolución al facilitar la participación de varios jugadores (StarCraft, Quake, Battlefield 2). En un futuro, no hay duda de que la realidad aumentada y la realidad virtual serán nuevas etapas que nos llevarán a universos todavía más inmersivos.

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El autor

Anthony Baillard es Ingeniero Informático y Doctor en tratamiento de imágenes e inteligencia artificial.

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