Estilización artística mediante shaders para mejorar la experiencia visual en un videojuego

Este desarrollo tecnológico tiene como objetivo mejorar la experiencia visual del videojuego Rabbitcenaries mediante la implementación de shaders estilizados en Unity, utilizando Shader Graph para optimizar la estética del juego sin comprometer su rendimiento. A lo largo del proyecto, se han desarro...

Full description

Autores:: Piñeros Alarcón, Andrés Santiago

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2025

Institución:: Universidad Militar Nueva Granada

Repositorio:: Repositorio UMNG

Idioma:: spa

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description	Este desarrollo tecnológico tiene como objetivo mejorar la experiencia visual del videojuego Rabbitcenaries mediante la implementación de shaders estilizados en Unity, utilizando Shader Graph para optimizar la estética del juego sin comprometer su rendimiento. A lo largo del proyecto, se han desarrollado y optimizado varios shaders clave, integrados en diferentes escenarios del juego. Uno de los principales avances es el shader de agua estilizado, diseñado para representar cuerpos de agua dinámicos y coherentes con la dirección artística del juego. Este shader emplea un sistema basado en Gradient Noise y Movement, que permite simular el desplazamiento de ondas de manera fluida. La combinación del nodo Normal from Height con un ajuste de refracción controlado por parámetros flotantes mejora la percepción de profundidad y movimiento en el agua. Para evaluar su integración, se realizaron pruebas con objetos lit y unlit, asegurando que la iluminación del juego interactúe correctamente con el shader. Además, el desarrollo se basó en un registro fotográfico de cuerpos de agua en Saint-Bruno-de-Montarville, Quebec, para capturar referencias visuales precisas. Otro shader clave es el de Triplanar Mapping, diseñado para la aplicación procedural de texturas en superficies complejas, como rocas y terrenos. Esta técnica permite proyectar múltiples texturas—como pasto, nieve y musgo—sobre un solo objeto sin necesidad de coordenadas UV manuales. Se llevaron a cabo pruebas en diferentes entornos, incluyendo modelos con normales pronunciadas y mapas procedurales, asegurando que las texturas se proyecten correctamente sin distorsión ni pixelado excesivo. El desarrollo se basó en una investigación visual en Hopewell Rocks, donde se registraron imágenes de formaciones rocosas con musgo para comprender cómo estos elementos se distribuyen naturalmente. El proyecto también incluye el shader de fuego estilizado, cuyo desarrollo se basó en el estudio de llamas de velas en la capilla de Saint Joseph en Montreal. Este shader utiliza una máscara que define la forma de la flama, asegurando un aspecto estilizado en lugar de realista. Se realizaron grabaciones y análisis de fotogramas clave para identificar las propiedades esenciales del fuego y replicarlas de manera eficiente en el shader. Además de la creación de estos shaders, se realizaron pruebas de integración en diferentes escenarios del videojuego para garantizar que los efectos visuales interactúen de manera coherente sin generar conflictos gráficos. Se optimizaron los shaders para mantener un rendimiento estable, permitiendo su implementación sin afectar la experiencia del jugador. Este desarrollo tecnológico demuestra cómo la estilización artística mediante shaders puede mejorar la estética visual de un videojuego, proporcionando efectos gráficos inmersivos y optimizados para una mejor experiencia del usuario.
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Este shader emplea un sistema basado en Gradient Noise y Movement, que permite simular el desplazamiento de ondas de manera fluida. La combinación del nodo Normal from Height con un ajuste de refracción controlado por parámetros flotantes mejora la percepción de profundidad y movimiento en el agua. Para evaluar su integración, se realizaron pruebas con objetos lit y unlit, asegurando que la iluminación del juego interactúe correctamente con el shader. Además, el desarrollo se basó en un registro fotográfico de cuerpos de agua en Saint-Bruno-de-Montarville, Quebec, para capturar referencias visuales precisas. Otro shader clave es el de Triplanar Mapping, diseñado para la aplicación procedural de texturas en superficies complejas, como rocas y terrenos. Esta técnica permite proyectar múltiples texturas—como pasto, nieve y musgo—sobre un solo objeto sin necesidad de coordenadas UV manuales. Se llevaron a cabo pruebas en diferentes entornos, incluyendo modelos con normales pronunciadas y mapas procedurales, asegurando que las texturas se proyecten correctamente sin distorsión ni pixelado excesivo. El desarrollo se basó en una investigación visual en Hopewell Rocks, donde se registraron imágenes de formaciones rocosas con musgo para comprender cómo estos elementos se distribuyen naturalmente. El proyecto también incluye el shader de fuego estilizado, cuyo desarrollo se basó en el estudio de llamas de velas en la capilla de Saint Joseph en Montreal. Este shader utiliza una máscara que define la forma de la flama, asegurando un aspecto estilizado en lugar de realista. Se realizaron grabaciones y análisis de fotogramas clave para identificar las propiedades esenciales del fuego y replicarlas de manera eficiente en el shader. Además de la creación de estos shaders, se realizaron pruebas de integración en diferentes escenarios del videojuego para garantizar que los efectos visuales interactúen de manera coherente sin generar conflictos gráficos. Se optimizaron los shaders para mantener un rendimiento estable, permitiendo su implementación sin afectar la experiencia del jugador. Este desarrollo tecnológico demuestra cómo la estilización artística mediante shaders puede mejorar la estética visual de un videojuego, proporcionando efectos gráficos inmersivos y optimizados para una mejor experiencia del usuario.This technological development aims to enhance the visual experience of the video game Rabbitcenaries by implementing stylized shaders in Unity, utilizing Shader Graph to optimize the game's aesthetics without compromising performance. Throughout the project, several key shaders have been developed and optimized, integrating them into different game environments. One of the main advancements is the stylized water shader, designed to represent dynamic bodies of water that align with the game's artistic direction. This shader employs a system based on Gradient Noise and Movement, allowing for the smooth simulation of wave displacement. The combination of the Normal from Height node with a refraction adjustment controlled by floating parameters enhances the perception of depth and movement in the water. To evaluate its integration, tests were conducted with lit and unlit objects, ensuring that the game's lighting interacts correctly with the shader. Additionally, the development was based on a photographic study of bodies of water in Saint-Bruno-de-Montarville, Quebec, to capture accurate visual references. Another key shader is the Triplanar Mapping shader, designed for the procedural application of textures on complex surfaces such as rocks and terrain. This technique allows multiple textures—such as grass, snow, and moss—to be projected onto a single object without requiring manual UV coordinates. Tests were conducted in different environments, including models with pronounced normals and procedural maps, ensuring that the textures are projected correctly without distortion or excessive pixelation. The development was based on a visual study at Hopewell Rocks, where images of moss-covered rock formations were recorded to understand how these elements naturally distribute themselves. The project also includes a stylized fire shader, whose development was based on the study of candle flames in the Saint Joseph's Oratory chapel in Montreal. This shader utilizes a mask that defines the shape of the flame, ensuring a stylized rather than realistic appearance. Recordings and keyframe analyses were conducted to identify the essential properties of fire and efficiently replicate them in the shader. In addition to creating these shaders, integration tests were carried out in various game scenarios to ensure that the visual effects interact coherently without causing graphical conflicts. The shaders were optimized to maintain stable performance, allowing their implementation without affecting the player's experience. This technological development demonstrates how artistic stylization through shaders can enhance the visual aesthetics of a video game, providing immersive and optimized graphical effects for a better user experience.CONTENIDO 1. PROBLEMA 12 1.1 IDENTIFICACIÓN 12 1.2 DESCRIPCIÓN 13 1.3 PLANTEAMIENTO 14 2. DELIMITACIÓN 15 2.1 CONCEPTUAL 15 2.2 GEOGRÁFICA* 16 2.3 CRONOLÓGICA* 17 3. OBJETIVOS 18 3.1 OBJETIVO GENERAL 18 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 18 4. ANTECEDENTES 19 4.1 INTERNOS* 22 4.2 EXTERNOS 23 5. JUSTIFICACIÓN 23 6. MARCO REFERENCIAL 25 6.1 MARCO TEÓRICO 25 6.2 MARCO INSTITUCIONAL* 26 6.3 MARCO LEGAL* 28 6.4 MARCO HISTÓRICO* 30 6.5 MARCO AMBIENTAL* 34 7. METODOLOGÍA 35 8. CAPÍTULOS 36 8.1 QUE ES UN SHADER 36 8.2 MOODBOARD 47 8.3 CREACIÓN DE SKYBOX 54 8.4 SHADER AGUA 69 8.5 SHADER FUEGO 85 8.6 SHADER ROCA 100 9. CONCLUSIONES 117 10. RECOMENDACIONES 119 BIBLIOGRAFÍA 120 ANEXOS 125Pregradoapplicaction/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 InternationalAcceso abiertohttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Estilización artística mediante shaders para mejorar la experiencia visual en un videojuegoArtistic stylization through shaders to enhance the visual experience in a video gameGRAFICOS POR COMPUTADOR - SOMBREADORES (SHADERS) - DISEÑO ARTISTICOVIDEOJUEGOS - ESTILIZACION VISUAL - MEJORAMIENTO GRAFICOVIDEOJUEGOS - ARTE Y DISEÑO GRAFICO - TECNICAS AVANZADASESTILOS ARTISTICOS EN VIDEOJUEGOS - IMPLEMENTACION DIGITALShadersVFXTechnical ArtistSombreadores3DComputacionArtista tecnicoShapeFormaMoodboardTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fIngeniería MultimediaFacultad de IngenieríaUniversidad Militar Nueva GranadaStylize Plants and Flowers Pack 02 [Modelo 3D]. 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A lo largo del documento, se detallan los procesos de investigación, conceptualización y optimización de shaders, con énfasis en la integración de efectos visuales en entornos interactivos. También se incluyen referencias visuales basadas en estudios de elementos naturales, pruebas en escenarios específicos y estrategias para garantizar la compatibilidad y el rendimiento de los efectos gráficos. Este trabajo busca demostrar cómo la estilización artística mediante shaders puede elevar la calidad visual de un videojuego, proporcionando una estética atractiva y una experiencia de usuario inmersiva.application/pdf9605766https://repository.umng.edu.co/bitstreams/7dc8b69f-73e6-4c5e-b639-628243c770af/download0baa80bffd5368c45786c1265f66f417MD52PiñerosAlarconAndresSantiago2025_Anexos.pdfPiñerosAlarconAndresSantiago2025_Anexos.pdfEste documento es una referencia detallada sobre los nodos de Unity Shader Graph, una herramienta visual para la creación de shaders en Unity sin necesidad de escribir código en HLSL. Su objetivo es facilitar el uso eficiente de los nodos en proyectos gráficos, explicando su integración con Universal Render Pipeline (URP) y High Definition Render Pipeline (HDRP). Se clasifican los nodos en diferentes categorías: Matemáticos, para operaciones aritméticas y trigonométricas; Entrada y Salida, que manejan propiedades del shader y datos del entorno; Textura y Mapeo, para manipulación de texturas y técnicas como Triplanar Mapping; Ruido y Procedurales, que incluyen generadores como Gradient Noise y Voronoi; Iluminación y Superficie, encargados de definir la interacción de la luz con los materiales; y Efectos Visuales, donde se encuentran nodos para transparencias, refracciones y distorsiones. Además, se incluyen ejemplos prácticos, configuraciones recomendadas y estrategias de optimización para garantizar un rendimiento eficiente en diversas plataformas.application/pdf504607https://repository.umng.edu.co/bitstreams/233bb4b3-c2da-4cec-a57b-b334b58bbdc3/download3926bf56aaa869618b31a96581d70cf2MD53THUMBNAILPiñerosAlarconAndresSantiago2025.pdf.jpgPiñerosAlarconAndresSantiago2025.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6721https://repository.umng.edu.co/bitstreams/a8ece658-d3fb-441b-911c-90bae968f2a1/downloadd4a589e02dc3694b1520d947007ca102MD54PiñerosAlarconAndresSantiago2025_Anexos.pdf.jpgPiñerosAlarconAndresSantiago2025_Anexos.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6458https://repository.umng.edu.co/bitstreams/94ddd7a2-6119-47f8-87bd-f259de40ac5d/downloadc71853949a8a2187d84a994834a182b5MD55LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82987https://repository.umng.edu.co/bitstreams/7785d547-1f33-4bfb-bed0-26431cab2da1/download81e3acf9df1aa1fe959862fa43bb5e45MD5110654/47089oai:repository.umng.edu.co:10654/470892025-03-26 03:01:26.817http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/open.accesshttps://repository.umng.edu.coRepositorio Institucional 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Estilización artística mediante shaders para mejorar la experiencia visual en un videojuego

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