Generación procedural en videojuegos: cómo funciona

La generación procedural es una técnica en la que un juego crea su contenido — niveles, terreno, botín, enemigos, planetas enteros — usando algoritmos y reglas en tiempo de ejecución, en vez de que un diseñador coloque cada pieza a mano. Introduce en el sistema un número inicial (una semilla) y ensamblará un resultado nuevo y jugable que se mantiene dentro de los límites que fijan los diseñadores.

Es la razón por la que un roguelike puede darte una mazmorra distinta en tu partida número cien, y por la que Minecraft puede generar un mundo con más superficie que la Tierra. Aquí tienes lo que significa el término en realidad, cómo funcionan los algoritmos en lenguaje llano y dónde falla todo el enfoque.

Qué es la generación procedural

La palabra a la que casi todos recurren es "aleatorio", y ese es el malentendido que conviene despejar primero. La generación procedural está más cerca del azar curado. Los diseñadores construyen la materia prima — plantillas de salas, conjuntos de fichas, repertorios de objetos, tipos de enemigos, reglas de terreno — y escriben instrucciones sobre cómo encajan esas piezas. Después un algoritmo las combina, normalmente a partir de una semilla, en algo nuevo que sigue respetando las reglas.

Así que cuando se describe un juego como generado proceduralmente, no significa que los desarrolladores tiraran los dados y publicaran lo que saliera. Significa que crearon un sistema que ensambla el contenido sobre la marcha, en lugar de crear cada nivel terminado de forma directa. La semilla es el detalle clave: la misma semilla siempre produce el mismo resultado, por eso los jugadores pueden intercambiar códigos de semilla para rejugar el mundo exacto de un amigo, y un desarrollador puede reproducir un error volviendo a ejecutar el trazado que lo causó.

El oficio vive en las restricciones. Un sistema débil produce papilla; uno fuerte produce variedad que aun así se siente intencionada.

Generación procedural frente a generación aleatoria

Se usan como sinónimos, pero no son lo mismo, y esa diferencia es toda la razón por la que la generación procedural funciona.

La generación aleatoria elige valores sin reglas. Tira un número, coloca una pared, sigue adelante. A su aire, ese enfoque sella tan tranquilo la salida detrás de una pared indestructible, te deja en una sala sin puertas o apila tres enemigos de élite en la casilla inicial.

La generación procedural envuelve ese azar en reglas y restricciones aplicadas a piezas seleccionadas. Puede seguir tirando por una sala, pero comprueba que existe un camino de la entrada a la salida, que el botín disponible permite ganar y que la dificultad cae en una banda aceptable. El azar es el motor; las restricciones son la dirección.

Dicho de forma simple: el azar es lanzar una moneda, y la generación procedural es lanzarla con un diseñador al lado diciendo "esa no". Todo buen sistema procedural es en realidad un conjunto de barreras alrededor de un número aleatorio.

Tipos de generación procedural

"Generación procedural" es un paraguas. Los juegos la aplican a partes muy distintas de su contenido, y la mayoría de los grandes títulos usan varios tipos a la vez.

• Niveles y mazmorras. El uso clásico. Roguelikes como Spelunky, Dead Cells y The Binding of Isaac cosen un trazado nuevo a partir de salas hechas a mano en cada partida, así que el espacio que aprendes a leer nunca es del todo el mismo dos veces. Encaja de forma natural con la muerte permanente, ya que un mapa fijo más la muerte definitiva sería solo una prueba de memoria.
• Terreno y mundos. Minecraft, No Man's Sky y Valheim generan masas de tierra, biomas, cuevas y planetas a partir de matemáticas en vez de esculpirlos. Esto es lo que hace posibles mundos prácticamente infinitos para un equipo pequeño.
• Botín y objetos. Diablo y Borderlands tiran las estadísticas de armas y equipo desde tablas — tipo base, modificadores, rareza — así que dos armas del "mismo" modelo pueden jugarse de forma completamente distinta. El famoso reclamo de que "Borderlands tiene 87 mil millones de armas" es botín procedural en pocas palabras.
• Texturas y modelos. Las funciones de ruido pueden pintar mármol, veta de madera, nubes u óxido sin que un artista dibuje cada píxel, y pueden esparcir rocas, hierba y árboles por un mapa.
• Misiones y narrativa. El tipo más raro y difícil. Dwarf Fortress simula historias enteras — guerras, migraciones, rencores — mientras que el Director de IA de Left 4 Dead reconfigura las oleadas de enemigos y los objetos sobre la marcha para mantener alta la tensión. La generación narrativa es donde los sistemas procedurales enseñan más las costuras.

Algoritmos y técnicas habituales

No necesitas programarlos para entender qué está haciendo un juego. Estos son los caballos de batalla, en términos llanos.

• Funciones de ruido (Perlin, Simplex). En lugar de valores aleatorios crudos que parecen estática, el ruido produce gradientes suaves y de aspecto natural. Muéstralo sobre una cuadrícula y lee los valores como alturas y obtendrás colinas onduladas, montañas y valles: es la columna vertebral de casi todo paisaje generado, Minecraft incluido. Simplex es el sucesor más rápido y con menos sesgo de cuadrícula de Perlin.
• Autómatas celulares. Empieza con una dispersión aleatoria de celdas de "pared" y "suelo" y aplica repetidamente una regla simple de vecindad (una celda se vuelve pared si suficientes vecinas lo son). Tras unas pasadas, el ruido se asienta en cuevas de aspecto orgánico. Es el truco de referencia para sistemas de cuevas naturales.
• BSP y sala-y-pasillo. La partición binaria del espacio corta recursivamente un rectángulo en rectángulos más pequeños, mete una sala en cada uno y los conecta con pasillos. Es el método fiable y legible detrás de muchos trazados de mazmorra clásicos.
• Colapso de la función de onda. Un favorito reciente. Le das una pequeña muestra de fichas y las reglas de qué fichas pueden ir junto a cuáles, y rellena un mapa entero de modo que cada colocación local siga siendo válida, como resolver un Sudoku hecho de fichas artísticas. Excelente para pueblos, mazmorras y patrones coherentes.
• Sistemas L. Una gramática de reescritura que parte de un símbolo y lo expande repetidamente por reglas. Apúntala a estructuras ramificadas y produce árboles convincentes, plantas, redes de ríos y rayos.

La mayoría de los juegos reales encadenan varias de estas: ruido para el terreno, autómatas celulares para las cuevas dentro de él, un sistema L para los bosques encima.

Por qué los juegos la usan

• Rejugabilidad. Si los niveles y el botín cambian en cada partida, el juego sigue siendo impredecible mucho después de que domines sus sistemas. Es el corazón del roguelike y de su primo más ligero, el roguelite.
• Escala. Construir a mano un mundo del tamaño de Minecraft o No Man's Sky es sencillamente imposible. La generación procedural permite que un equipo pequeño publique una cantidad de espacio casi infinita.
• Almacenamiento. Un mundo generado apenas existe en el disco: guardas la semilla y las reglas, no los terabytes terminados. No Man's Sky mete dieciocho trillones de planetas en una descarga de tamaño normal porque guarda la receta, no los platos.
• Sorpresa. Ni siquiera los desarrolladores saben con exactitud qué producirá una semilla concreta, así que el juego puede sorprender a quienes lo crearon.

El sacrificio

El coste es la intención autoral. Un nivel hecho a mano puede tener un ritmo deliberado — un tramo tranquilo antes de una emboscada, una vista enmarcada a propósito, un enemigo colocado para pillarte justo cuando andas bajo de vida. Uno generado cambia parte de ese oficio por variedad, y cuando las restricciones son débiles el resultado se siente repetitivo, "sin alma" o incoherente, como un rompecabezas armado con piezas que no encajan.

El modo de fallo honesto es el mundo "ancho pero superficial": técnicamente infinito, emocionalmente plano. No Man's Sky en su lanzamiento es el cuento con moraleja: trillones de planetas que empezaban a mezclarse tras unas docenas.

Por eso los mejores juegos procedurales suelen ser híbridos. Spelunky y Dead Cells generan el trazado general pero lo ensamblan a partir de salas que una persona diseñó y ajustó, así que cada partida es fresca pero cada sala es justa. El generador se encarga de la disposición; una persona sigue encargándose del oficio dentro de cada pieza. Incluso Dwarf Fortress y Caves of Qud, de lo más procedural que hay, se apoyan en sistemas, arte y reglas escritos a mano por debajo: el generador multiplica el trabajo de los diseñadores en vez de sustituirlo. También cambia cómo se sienten la muerte y el reinicio: un mundo generado hace que empezar de nuevo sea un problema nuevo, no una repetición del anterior.

En KUTO: The Lock of Time — nuestro juego — nos situamos en ese lado híbrido del espectro. Las eras por las que luchas — el Antiguo Egipto, la era vikinga, una ciudad cíber de neón — son trazados hechos a mano en lugar de completamente generados, y luego se varían para que los encuentros con la Guadaña de Kronos y los poderes de tiempo que elijas no se desarrollen igual en cada intento. Es un espacio autoral con margen para la variedad, no un roguelike procedural. Añade KUTO a tu lista de deseados en Steam.