Especial - Parte 1

La Primera Era del 3D: La transición del pixel al polígono

Primera parte de este especial que dedicamos al nacimiento del juego 3D: arcades, ordenadores, consolas de 8 y 16 bits y el paso del pixel al polígono

Desde su primera aparición a finales de los años 40, los videojuegos han tratado de sumergirnos en mundos virtuales. Hacernos soñar con lugares que no estaban ahí, pero cuyo amasijo de píxeles y vectores nos hacían creer que sí. Hoy en día, la palabra inmersión ha alcanzado nuevas cotas e implica elementos como la realidad virtual, la realidad aumentada o el 3D (el de las gafas, no del que vamos a hablar a lo largo de esta serie de reportajes), pero en su momento, la introducción de una tercera dimensión en estos entornos virtuales supuso un enorme cambio. Uno que se mantiene a día de hoy como uno de los saltos culturales y evolutivos del medio de mayor significación.

En esta serie de especiales estudiaremos la evolución del 3D, y como revolucionaron el concepto de videojuego como se entendía. Hablaremos del hardware que actuó como pionero de esta tecnología, de los iconos que abanderaron esta nueva etapa y también de aquellos que se quedaron atrás. En esta primera parte vamos a centrarnos en una época que actuó plenamente como experimentación para lo que estaba por venir, presidida principalmente por los arcades, pero en los que las consolas de 16 bits también tuvieron mucho que ver.

Expandiendo horizontes

El a menudo considerado como primer videojuego se llamaba Tennis for Two (1958). Una experiencia precursora del Pong e íntegramente desarrollada y jugable en 2D. A lo largo de las primeras décadas del medio, la mayoría de los títulos que consideramos clásicos estaban constreñidos a operar en un solo plano. Algunos aprovechaban al máximo su horizontalidad, títulos como Breakout (1976), que limitaban el movimiento a un eje. Otros se movían en ambos ejes perpendiculares como Pac-Man (1980) y otros, como Computer Space (1971), permitían un movimiento libre por el plano.

Sea como fuere, el videojuego estaba confinado a una visión bidimensional y como tal, la forma de estructurar el espacio era muy determinada. El mundo de juego se representaba a través de "pantallas" y todos los elementos interactuables se encontraban dentro de ella. El marco físico de la imagen (el monitor en el que estuvieramos jugando) era por tanto también el marco ficticio. A principio de los 80, se reconoce que con Jump Bug (1981), nace el efecto "parallax" o scroll de pantalla. Por el cual la cámara se desplaza lateralmente para acompañar el movimiento del avatar en el juego, generando así una mayor sensación de escala en espacio ficticio.

Introducir el concepto de espacio tridimensional suponía una auténtica revolución a la hora de entender el mundo virtual y el videojuego en sí mismo. Casi que podríamos compararla con la introducción del sonido en el cine. Lo cambió todo: el movimiento, la concepción del espacio, una reinvención de todas las mecánicas, y más adelante… el uso avanzado de la cámara como visión del jugador y creadora de perspectivas.

Aunque hoy en día el 2D convive en armonía con los juegos en 3D, los primeros representados sobre todo en títulos independientes, durante una época el 3D eclipsó casi toda la escena completa del videojuego. Los títulos ampliaron su escala. El espacio del videojuego ya no se concebía a través de niveles lineales, sino de mundos. Los géneros tuvieron que redefinirse para dar la bienvenida a nuevas mecánicas, y se crearon nuevos géneros basados íntegramente en el nuevo uso de la cámara y de la perspectiva 3D, como el shooter. Género en el que profundizamos en nuestro pasado especial.

Del píxel al polígono

De cara a entender la terminología a lo largo de esta serie de reportajes. Conviene detenernos brevemente a repasar dos elementos claves de representación 2D y 3D en el espacio de juego. La unidad básica de representación visual de las 2D es el pixel. Un pixel es un punto coloreado (codificado con una profundidad de color determinada) en el espacio digital, y la unión de píxeles en un mapa de bits conforman sprites. Los sprites pueden colocarse directamente en pantalla y representan todo tipo de elementos gráficos con los que se quiera contar en un juego, desde los personajes jugables hasta los detalles de los escenarios.

En el 3D, en cambio, la unidad mínima de representación es el polígono, esto es, una forma tridimensional con volumen y un número determinado de lados. Del mismo modo que los conjuntos de píxeles forman sprites, los conjuntos de polígonos forman modelados poligonales. Durante la primera era del 3D, la menor potencia de computación conllevaba poder representar menos polígonos en pantalla. Por hacer una comparación rápida, Virtua Fighter contaba con 2600 polígonos para su modelados de personajes, frente a los aproximadamente 81000 polígonos de Uncharted 4. Esto hacía que los polígonos fueran muy visibles, y sus puntiagudos y ásperos modelados se convirtieron durante un tiempo en seña de identidad del 3D en los videojuegos. Pero volvamos atrás. A una época en la que los modelados poligonales no se daban tan por sentado.

De las recreativas al hogar

Durante los años 70-80 se popularizan las máquinas arcade, y éstas comenzaron a poblar miles de salones recreativos de todo el mundo. La mayoría de los juegos arcade de los 70 eran en 2D y con gráficos monocromos. Su sencillísima estética venía acompañada de una jugabilidad igualmente inmediata y sencilla. Moverse por el plano bidimensional y disparar eran las mecánicas principales de máquinas como Death Race (1976), Computer Space (1971) o Gunfight (1975). Independientemente de las tendencias gráficas de la época, las innegables ventajas del arcade de que cada juego fuera un software y un hardware en sí mismo permitieron que la industria del arcade contara con alguno de los títulos más punteros tecnológicamente de la época. Juegos que se consideraron un referente gráfico para las consolas y ordenadores domésticos que vendrían después.

Los 80 en el mundo del arcade trajeron consigo no solamente coloridos gráficos de 8 bits e icónicos efectos de sonido, sino también las primeras experimentaciones populares con gráficos y perspectivas 3D. El shooter fue el primer género que se vio beneficiado con este avance tecnológico, estando a la vanguardia títulos de ciencia ficción como shooters espaciales en primera persona. Star Wars (1983) o Battlezone (1980) son algunos de los mayores referentes de la época en este sentido. Compartían una estética similar, ambos de Atari y ambos desarrollados en su mayor medida por el programador Ed Rotberg. Star Wars de hecho llegó a reutilizar tecnología de Battlezone cuando aún era un juego sin licencia llamado Warp Speed. Ambos consiguieron recrear un entorno pseudo 3D a través de gráficos vectoriales. Menos costosos a nivel de computación que los sprites y que a pesar de las limitaciones tecnológicas y la abstracción que suponían a la vista (no dejaban de ser unas líneas dispuestas estratégicamente en una pantalla negra) conseguían una perspectiva 3D y un efecto de movimiento del fondo fluido y bastante convincente.

Recrear una primigenia perspectiva en primera persona no fue el único recurso que utilizaron estos arcades. Astron Belt (1983) fue uno de los pocos juegos que justificó la tecnología Laserdisc (abanderada por Dragon's Lair, principalmente). Era un shooter espacial en el que veíamos el modelo de nuestra nave desde una perspectiva cercana y disparábamos a las naves enemigas que se nos acercaban. Aunque todos los modelos eran sprites, y no modelados, el movimiento de los mismos era bastante fluido, y el título contaba además con unas impresionantes explosiones pre-renderizadas en tres dimensiones.

El simpático Q*bert (1982) era un juego de puzles que hacía uso de una inusual perspectiva isométrica. En cada nivel, conformados por una suerte de pirámide de cubos, debíamos colorear todos los bloques moviéndonos por ellos. Nuestro pequeño personaje contaba para ello con un básico esquema de movimiento que nos permitía desplazarnos de forma más o menos rígida por tres ejes cartesianos. Un par de años más tarde, en 1984, Mark Cerny conseguiría algo parecido pero mucho más avanzado con Marble Madness.

“Yo quería ser la primera persona en hacer 3D sólido, quizás sin mucho movimiento de cámara, pero con un 3D limpio” afirmó Cerny en una conferencia de la GDC del pasado año 2017. Para Marble Madness tomó de referencia Battlezone y I, Robot (1983). El estilo gráfico vectorial de Battlezone no convencía a Cerny, ya que le parecía que en él, todos los objetos “flotaban”. La tecnología de I, Robot sí llamó más la atención del programador, este último era un título bastante ambicioso para la época que contaba con primitivos modelados poligonales. El problema con esta tecnología es que era muy costosa a nivel de computación, y que visualmente estaba afectado por un acusado aliasing, que podía ser molesto. Para solucionarlo, Cerny se puso en contacto con el diseñador de I, Robot, que se interesó mucho por su proyecto, y juntos encontraron una forma de evolucionar la tecnología para Marble Madness (un juego de diseño más sencillo que I, Robot), en pos de conseguir esa buscada experiencia “solida” y “limpia”.

La colaboración resultó ser un éxito, y el juego a día de hoy sigue siendo un ejemplo de título pionero antecedente del 3D que ya consiguió un efecto muy convincente y adelantado a su tiempo. La guinda que colmó el pastel fue la inclusión del trackball en la máquina del arcade, una bola motorizada que sustituía el joystick tradicional. Moviendo la bola del arcade físicamente, el jugador podía mover la bola en el juego y así superar los niveles. El control era fluido, inmersivo y satisfactorio, y hacían del juego uno de los mejores ejemplos de experiencia arcade difícilmente replicable en otros sistemas.

Para casi al final de los ochenta, este efecto de 3D limpio y sobre todo “sólido” del que hablaba Mark Cerny se había conseguido, con títulos como Double Dragon (1987), con un gran uso de la profundidad y unas colisiones convincentes entre los modelos de los personajes. Ya entrados en los años 90, cuando la Edad Dorada del arcade ya era historia, llegó Virtua Fighter, uno de los títulos pioneros en cuanto a modelados poligonales complejos se refiere. Demostrando que a pesar de que el formato arcade era cada vez menos relevante para el público mainstream, el mercado doméstico aún tenía mucho que aprender de él.

Querer llevar el arcade a casa fue una de las formas de introducir los juegos en 3D de manera mainstream a las consolas y ordenadores domésticos, y estas adaptaciones se consiguieron con más o menos éxito. Durante finales de los 70 y los 80, la segunda y tercera generación de consolas, así como la mayoría de los ordenadores coetáneos, contaron con adaptaciones de arcades. Fueron muchos los clásicos de recreativas que tuvieron que pasar por severas reducciones gráficas para poder jugarse en consolas de 8 bits como la NES o, especialmente, la Atari 2600 y su generación. Como consecuencia de ello, la experiencia jugable también se veía comprometida. Los controles de los diferentes mandos de consolas no eran tan cómodos ni precisos como los de las máquinas arcade, y la inmersión era menor al contar con una versión gráfica inferior y por tanto, efectos de la perspectiva 3D más simplificados. Star Wars, Marble Madness, Double Dragon, Out Run… estos juegos y muchos más podían jugarse en casa en diversas plataformas si así lo deseábamos, pero la experiencia estaba a años luz de la original.

Antecedentes, jugando a ser 3D en consola

Aunque la era de adaptar arcades nunca llegaría a desaparecer del todo, tras la Edad Dorada del arcade los desarrolladores comenzaron a sentirse cada vez más cómodos con la tecnología y a tener el potencial gráfico necesario para empezar a crear sus primeras experiencias 3D domésticas. En los ordenadores de los 80 se desarrolló mucho el género del juego isométrico, y la escena desarrolladora española tuvo mucho que ver en eso de hecho, con títulos como La Abadía del Crimen (1987), pero no supusieron un gran avance a nivel tecnológico en este sentido, y había que esperar a la cuarta generación de consolas para empezar a encontrar antecedentes representativos del 3D como lo conocemos hoy en día.

El paso de los 8 a los 16 bits en las consolas supuso varios avances tecnológicos relevantes de mención. El más obvio es el puramente visual, los sprites en 16 bits exhibían un mayor rango de color y mayor número de pixeles, dando lugar a juegos más coloridos y más detallados, y con modelos de personajes más pulidos y menos “ásperos”. La mayor memoria y mejoría en CPU de estas consolas también dio lugar a la introducción de nuevas tecnologías que ampliaban las posibilidades de como podía verse un juego en el televisor.

El sonadísimo “blast processing” de Sega Mega Drive del que se hablaba en prácticamente cada anuncio era más bien un término comercial para hacer referencia a una mayor potencia de procesamiento de la consola frente a su competidora. El procesador de Mega Drive era un Motorola 68000 a 7,61 MHz, frente al Ricoh 5A22 que iba a 3,58 MHz de la Super Nintendo. Esto le daba a Mega Drive diferentes ventajas, como una mayor resolución durante el gameplay o un movimiento del scroll de la pantalla mas fluido. También le permitía el uso de polígonos 3D programables con el chip base de la consola. Esto se utilizó especialmente para juegos de conducción y shooters espaciales, en juegos como Star Cruiser (1990), F-117 Night Storm (1993) o Race Drivin’ (1991). En estos títulos, los modelos poligonales se utilizaban para representar objetos del nivel, aunque su acabado era muy tosco y resultaba chocante en una generación que había alcanzado prácticamente la excelencia en el pixel-art. Esto hizo que juegos como Panorama Cotton (1994) decidieran apostar por una perspectiva tridimensional, pero con gráficos de sprites.

Uno de los referentes gráficos de la consola fue Virtua Racing (1994). Otro título de conducción al que se le considera uno de los primeros verdaderos juegos 3D de la época de los 16 bits, al contar con una convincente perspectiva 3D con un movimiento del escenario bastante fluido y tener modelados enteramente poligonales. Para conseguirlo, la Mega Drive necesitó ayuda externa del chip Sega Virtua Processor dentro del cartucho del juego. El resultado es bastante impresionante, y se trataba de una de las adaptaciones más dignas de un arcade de la época.

Además de los modelados poligonales, en esta época empezamos también a ver juegos con CGI pre-renderizado. En Mega Drive títulos como Vectorman (1995) y Vectorman II (1996) exhibían este estilo gráfico, consiguiendo personajes en consola muy realistas para la época (en arcade ya existían anteriormente juegos como Mortal Kombat, que explotaban esa tecnología). Super Nintendo también hizo uso de ella con Donkey Kong Country (1994), consiguiendo unos resultados realmente vistosos y coloridos. La consola de 16 bits de Nintendo, a pesar de tener una capacidad de procesamiento menor, aprovechó al máximo sus especificaciones técnicas para contar con juegos a la altura técnicamente con respecto a la competencia.

Una de las mayores bazas de SNES fue el llamado Modo 7, un sistema de procesamiento gráfico diseñado para rotar y escalar texturas, que le permitía obtener una perspectiva pseudo 3D. Muchos títulos de Super Nintendo hicieron uso de esto, y como consecuencia se integró orgánicamente en el catálogo de la consola. Algunos, como Super Castlevania IV (1991) lo utilizaron para añadir profundidad y detalles a sus fondos, bajo un diseño de juego por lo demás bidimensional. El Modo 7 obtuvo muy buenos resultados en títulos de conducción (como hemos visto anteriormente, uno de los géneros más sencillos de falsear) como Super Mario Kart (1992) y F-Zero (1990). El efecto de escalado de texturas de los oponentes con respecto a la distancia era bastante tosco, pero la representación de los escenarios pseudo 3D y, sobre todo, el movimiento de scroll de la pantalla era bastante fluido.

Quizás el mayor exponente en SNES, y uno de los de la generación, era Star Fox (1993), un juego que no solo se beneficiaba de un efecto de scroll y de escalado de las texturas suave y fluido, sino que también contaba con gráficos poligonales para todos los modelados, ayudados por un chip integrado dentro del cartucho llamado Super FX, que se complementó con la capacidad de procesamiento base de la Super Nintendo.

El resto de las consolas de esta generación apenas entraron en la carrera por el juego 3D, que se quedó relegada a la rivalidad entre los dos grandes colosos (Sega y Nintendo). Neo Geo era la consola-arcade del momento por excelencia, con gráficos 2D que trasladaban fielmente la experiencia de las máquinas recreativas, pero no estaba diseñada para mostrar gráficos 3D. TurboGrafx-16 tuvo sus pequeños jugueteos, shooters espaciales como Gate of Thunder (1992) y Ginga Fukei Densetsu: Saphire (1995) e incluso juegos con gráficos poligonales como Falcon (1992), aunque su acabado no era tan vistoso como el de los juegos de las dos grandes compañias. En cuanto al PC, también hizo sus pinitos con algunos títulos adelantados a su tiempo, como Alpha Waves (1990), un título de plataformas con gráficos poligonales de acabado muy tosco.

Tras todas estas experimentaciones tecnológicas, perspectivas falseadas con texturas 2D, el descubrimiento del polígono (que aún le quedaba muy grande a esta generación) y unos desarrolladores cada vez más curiosos por ver lo que deparaba el futuro, habría que esperar a la quinta generación de consolas para tener los verdaderos antecesores del juego 3D moderno. De esto hablaremos en la próxima parte del especial.

La carrera por el 3D no había hecho más que empezar.