Aplicações de Computação Gráfica na construção de visuais estilizados, level design e jogabilidade para um jogo 3D
Contextualização
A Computação Gráfica é uma área de estudo muito explorada em diversos campos do conhecimento para, por exemplo, simular física ou interações da luz com diferentes materiais e geometrias, replicando o que acontece na realidade. Com isto em mente, vemos em alguns videogames a manipulação dessas regras para dar vida a um visual artístico estilizado.
Técnicas de pós-processamento de baixa resolução e modelos simples com poucos polígonos (low poly) podem ser utilizados para dar vida a uma visão de estilo onde a elegância está na linguagem de formas simples e claras bem como um estilo pixelizado.
Em alguns casos, usa-se projeção de câmera ortográfica para reproduzir um estilo visual isométrico. Esse estilo começou a ser utilizado por volta de 1980 para contornar limitações de sistema da época, permitindo mostrar grandes áreas de forma rápida e eficiente, criando uma ilusão de dimensionalidade 3D em ambientes 2D. Mas, hoje em dia, é uma técnica aplicada apenas como escolha artística, obtendo um visual característico utilizado em diversos jogos atuais, como Tunic (Isometricorp Games, 2022).
Ademais, as técnicas de Computação Gráfica são também ferramentas utilizadas para projetar o design dos jogos, influenciando algum comportamento no jogador ou providenciando informações de uma maneira que preserve a imersão. Alguns exemplos dessas interações estão presentes em:
Splatoon
(Nintendo, 2015)
Aqui, os jogadores competem pintando um cenário com a cor do seu próprio time, e podem saber o estado da partida de acordo com o visual do mapa.
Shadow of the Colossus
(Sony Computer Entertainment, 2005)
Nesse jogo, a espada do jogador, quando erguida, reflete a luz do sol em direção ao próximo objetivo do jogo.
De particular interesse para esse trabalho são jogos da categorias “fast-paced” — no qual o jogador precisa lidar com desafios envolvendo movimentação rápida e precisa — e “aventura” — focado em exploração de um cenário visualmente desenvolvido, enfrentando inimigos ou resolvendo quebra-cabeças para progredir. Exemplos de jogos das categorias fast-paced e aventura, respectivamente, são Death’s Door (Acid Nerve, 2021) e Super Meat Boy 3D (Team Meat e Sluggerfly, 2026).
Motivação
A motivação artística por trás da escolha de renderizar o jogo em menor resolução e utilizar modelos low poly é proporcionar mais liberdade para explorar diversas técnicas de computação gráfica e física que seriam custosas demais — e, portanto, menos acessível — com a quantidade de polígonos e pixels esperada de um jogo de última geração. Com isso em mente, é possível experimentar diversos algoritmos e aplicações de computação, como manipulação de colisões, perspectiva, reflexos, iluminação, efeitos visuais e animação procedural, que têm impacto direto na jogabilidade.
Estas implementações fornecem um ponto de partida para estudar e aplicar técnicas de level design e game design, onde um abrange a montagem de níveis e desafios e o outro abrange a jogabilidade e interação com os elementos do jogo. Dessa forma, é nosso interesse nesse trabalho projetar e desenvolver um jogo que explore, no contexto da estética low-poly, técnicas de computação gráfica e simulação de física, assim como seu papel no game design e level design do jogo resultante.
Objetivo
Com base na premissa apresentada, o objetivo deste trabalho é desenvolver um jogo de aventura fast-paced com a seguinte estrutura básica. O jogador explora três diferentes cenários com estilos próprios, enfrentando desafios lógicos e inimigos variados. Em cada um, ele adquire uma nova ferramenta que pode ser utilizada tanto para combate quanto para transpor os obstáculos encontrados em sua aventura e derrotar um chefe ao final de sua jornada.
Para a primeira região, serão introduzidos desafios envolvendo a movimentação do personagem, como deslizar e realizar parkour. Na segunda, o foco será na interação do jogador com o ambiente, movimentando ou destruindo objetos para criar caminhos, atingindo pontos que apenas a movimentação não permite. Na terceira, o jogador enfrentará quebra-cabeças envolvendo a reação do ambiente à luz. Por fim, haverá um grande desafio, o chefe final, que demandará do jogador entendimento e criatividade para aplicar todas as técnicas aprendidas durante sua aventura.
O aspecto fast-paced do jogo deverá ser considerado durante o estudo de level design e game design, para que a exploração do mapa e resolução de desafios se torne interessante e o combate seja fluido. Com diferentes habilidades, espera-se que o jogador escolha sua própria forma de combater determinados inimigos, seja utilizando-se de seus arredores ou apenas com suas ferramentas. Um exemplo disso é o jogo The Legend of Zelda: Tears of the Kingdom (Nintendo, 2023), onde o personagem pode usar uma habilidade que inverte o movimento de um objeto ao longo de sua trajetória, permitindo derrotar inimigos de forma criativa.
Metodologia
O jogo será desenvolvido utilizando o software Godot, que é uma ferramenta de desenvolvimento de jogos, e será feito em sua própria linguagem (GDScript). Serão realizados mockups para definir os diferentes estilos de região e arquitetar os desafios que poderão ser encontrados no jogo.
Para a parte visual, serão utilizadas ferramentas de modelagem 3D, como o Blender e o Blockbench, para esculpir modelos low poly; e programação de shaders em linguagem semelhante a GLSL, e com auxílio do VisualShaders (uma ferramenta de programação visual nativa da Godot) para efeitos de pós-processamento; conceitos a serem estudados de acordo com Real Time Rendering (Eric, Tomas, Naty).
A organização de tarefas do projeto utilizará kanban como metodologia ágil, e registros de atividades que auxiliarão a escrever a monografia. Isso será feito com suporte do Obsidian, um software de anotação e organização de projetos.
A escrita da monografia será realizada paralelamente ao desenvolvimento do jogo, assim como o estudo de level design e game design para construir a lógica do mapa e da interação com os inimigos, respectivamente. Para tal, recorreremos a livros como An Architectural Approach to Level Design (Christopher W. Totten) e Art of Game Design (Jesse Schell), além da análise de outros jogos.
