Como Funcionam os Videogames?

Introdução

Em nossos momentos de descanso e relaxamento, muitas vezes iniciamos partidas de jogos online com nossos amigos. Existem diversos tipos de jogos, desde os competitivos até os mais casuais. Mas você já parou para pensar em como o botão que você aperta em seu controle se transforma em uma ação do seu personagem virtual?

Pode parecer simples, mas, hoje, exploraremos como essa ação praticamente instantânea funciona na prática, desde o controle até os servidores dos jogos online.

Controles de Videogame

Os controles de videogame (ou joysticks) evoluíram muito ao longo do tempo. Inicialmente, existiam versões mais simples, com apenas um direcional e poucos botões, como é o caso do Atari e do NES (o famoso Nintendinho). Ao longo dos anos, porém, sua tecnologia evoluiu significativamente e, hoje, temos dispositivos que possuem sensores de movimento e que vibram ou brilham de acordo com a situação apresentada no jogo, como o DualSense do PlayStation 5.

Do mais simples ao mais complexo, o princípio de funcionamento é o mesmo: a utilização de eletricidade e microcontroladores. Ao pressionar algum botão em seu controle, como, por exemplo, o X para dar um passe no FIFA, o dispositivo não é capaz de ler seus pensamentos ou sentir sua intenção. Na verdade, ele não faz ideia se você está dando um passe no futebol, pulando em um jogo de plataforma ou se agachando em um jogo de tiro. Porém, ao pressionar o botão, o microcontrolador interno do controle detecta uma mudança no nível lógico da porta, e isso é suficiente para desencadear uma sequência de ações.

Ao apertar o X, cria-se um contato entre o botão e as trilhas condutoras internas do controle. Assim, ocorre a passagem de corrente elétrica, e a tensão da porta de entrada desse botão passa do nível lógico desligado (0) para o ligado (1). Com isso, o microcontrolador, uma pequena placa que funciona como o cérebro do controle, processa essa mudança de nível e gera um sinal digital.

O sinal digital gerado pelo microcontrolador agora precisa viajar até o console, onde será integrado ao jogo. Atualmente, os controles são, em sua maioria, sem fio e, por isso, essa comunicação pode ser feita por meio de Bluetooth, ondas de rádio ou infravermelho. Já nos videogames mais antigos, essa comunicação era feita por meio de fios conectados diretamente ao console.

A programação dos jogos

Mas os jogos não vivem apenas de hardware. Muito pelo contrário: é no software que os comandos realizados no controle se transformam em grandes aventuras. E essas aventuras são possíveis graças aos programadores e ao seu árduo trabalho.

Dessa forma, muitos jogos são programados do zero e demandam milhões de linhas de código, além de equipes enormes para que o projeto funcione corretamente e não apresente os famosos bugs (falhas no funcionamento dos games). Jogos clássicos, como Mario e Pokémon, foram programados diretamente em Assembly, uma linguagem de baixo nível muito próxima dos zeros e uns do computador. Shigeru Miyamoto, criador do clássico Super Mario Bros., declarou, em entrevista, que desenhava as fases à mão para que os programadores as codificassem posteriormente.

Hoje em dia, porém, temos recursos que facilitam muito a criação de jogos. Um desses recursos são as engines. Elas permitem que os desenvolvedores peguem um “atalho” e não precisem reinventar a roda toda vez que estão programando um novo jogo. Essas ferramentas possibilitam o uso de funcionalidades já prontas, acelerando o desenvolvimento.

Funcionando de forma modular, cada segmento da engine é responsável por uma parte do funcionamento do jogo. Alguns exemplos são:

• Motor gráfico: cria a parte visual do jogo, transformando modelos e texturas em imagens em tempo real na tela. Além disso, utiliza técnicas para criar a ilusão de movimento, profundidade e iluminação;
• Motor de física: simula as leis da física dentro do jogo, permitindo que objetos interajam de forma realista com o ambiente e entre si. A detecção de colisões, a aplicação de forças e a simulação de movimentos são exemplos de funções desse componente;
• Inteligência artificial: define o comportamento de personagens não jogáveis (NPCs), tornando suas ações mais realistas. Recursos de inteligência artificial, como árvores de comportamento e redes neurais, são utilizados para criar NPCs inteligentes.

Por meio dessas ferramentas, o desenvolvimento dos jogos ganha um tempo valioso, que pode ser direcionado para a criação da jogabilidade, da história ou de outras partes do produto final.

Servidores online

Como pudemos observar, saímos de um simples apertar de botão para uma ação dentro da tela do nosso console. Porém, o que acontece quando estamos jogando com vários outros gamers? Esses são os jogos online, nos quais não enfrentamos apenas os desafios criados pelos desenvolvedores, mas também outros jogadores ao redor do mundo.

É nesse momento que entram os servidores, responsáveis por integrar os comandos enviados por milhares de jogadores espalhados pelo planeta. A velocidade com que isso acontece é extremamente importante e, de preferência, deve ser praticamente instantânea.

Também é essencial que essa comunicação seja eficiente para evitar o famoso lag, um atraso entre o comando realizado pelo jogador e a ação executada no jogo. Caso haja uma discrepância muito grande, a experiência dos jogadores será prejudicada, principalmente em jogos nos quais a precisão faz toda a diferença, como os jogos de tiro e de luta.

Dessa forma, as empresas precisam manter servidores dedicados para que seus jogadores não fiquem na mão e possam aproveitar a melhor experiência possível.

Conclusão

Como pudemos observar, o funcionamento dos jogos é muito mais complexo do que imaginamos quando estamos jogando. Pense que todo esse processo acontece a cada comando realizado no controle e, por isso, tudo precisa funcionar de maneira praticamente perfeita.

Do apertar de um botão ao pulo do seu personagem, diversas etapas acontecem praticamente em tempo real, e isso é fascinante. Espero que, depois de conhecer um pouco desse processo, possamos valorizar ainda mais os desenvolvedores de jogos pelo magnífico trabalho que realizam.