Aprendizaje colaborativo analizando la física del video del juego Street Fighter

Es obvio que los video-juegos son populares en nuestra sociedad, por lo cual son un buen pretexto para usarlos para motivar una clase de física.  Algunos videojuegos se basan en ser realistas para atraer la atención de los compradores/usuarios, por lo cual requieren que sus personajes cuenten con las proporciones adecuadas y los movimientos correctos; de manera que si saltan deben obedecer a las leyes de la física que gobiernan el mundo real.

Como ejemplo, obtendremos la gravedad g en el juego Street Fighter.  Este juego de peleas era muy popular en las Arcadias desde finales de los 80s.  Muestra personajes humanos golpeando, recibiendo impactos y saltando; usaremos esos brincos para nuestro análisis.  Este es el video de mi estudio:



Cómo hacemos el análisis
De acuerdo con la teoría, el centro de masa de los humanos esta cerca de la panza/cintura, este punto especial describe una trayectoria sencilla de analizar en cualquier clase de salto: una parábola. Efectivamente, podemos separar nuestro análisis para el eje-x, el cual mostrará una velocidad constante v_x durante el salto:


En contraste, la otra componente del análisis, el movimiento del eje-y es descrito por la siguiente ecuación en función del tiempo t:


Estamos buscando la aceleración g del juego y la vamos a comparar con nuestra realidad en la Tierra.

El análisis del juego lo realice con el programa libre: Tracker.  Las imágenes son adecuadas pues los personajes se mueven sobre un único plano, no hay efectos de cámara (zooming, panning o alteraciones de tiempo).  De modo que se requieren habilidades básicas para usar el programa y obtener resultados precisos.

Básicamente se trata de relacionar la posición de los pixeles con una distancia, el tiempo lo proporciona el mismo programa, pues los videos cuentan con información de cuantos cuadros se desplazan por segundo.  Para calibrar la distancia, encontré que Ryu —el pelirojo de la imagen de este post y uno de los protagonistas del juego— tienen una altura de 1.75 m.  Con toda esta información realice mi análisis en cada uno de los luchadores del juego.  En la imagen de abajo pueden ver una captura de pantalla del estudio correspondiente al primer salto del personaje Retsu.

Captura de pantalla de Tracker, del lado izq. vemos la traza de la trayectoria del monje (puntos rojos), así como el eje de coordenadas (linea morada) y una linea para calibrar distancias (lineas azul).  De lado derecho de la imagen se encuentra el análisis del video tanto para eje-x (puntos azules) como para el eje-y (linea roja).
Resultados
El análisis revela que todos los personajes saltan más de 2.2 metros.  Suficiente altura como para atascar un balón de basquetball en su aro.

Encontré que el movimiento del eje-x es bien descrito por una linea recta, como lo describe la teoría.  Mientras que el eje-y puede ser descrito por una parábola, por lo cual podemos obtener la g de este salto.  Afortunadamente, el mismo programa permite hacer ajustes matemáticos, de modo que nosotros podemos hacer la interpretaciones físicas a los resultados numéricos.

En promedio, eliminando 4 datos disparados, la gravedad del videojuego es g = 13.12 m/s^2, con una desviación estándar = 1.93  m/s^2.  Lo que implica un error relativo porcentual del 14.7%, que no es muy alto para esta clase de medición.

Comparando nuestro cálculo con la gravedad en la Tierra (9.8 m/s^2) tenemos una congruencia de del 33.9%.  Parece que el videojuego se desarrolla en un planeta más grande que la Tierra. Pero estudios similares muestran que a los programadores les gusta una gravedad alta para sus personajes, en las series de Mario Bros, la g más pequeña es mayor de 40 m/^2. Y en juegos como Angry Birds es conveniente que la gravedad se la que experimentamos cotidianamente, de otro modo las proporciones de los personajes serian más disparatadas.

Ejercicio
Ahora bien, le puedes pedir a tus alumnos que formen equipos, que analicen a detalle el salto  (gravedad, velocidad, alcance y altura máxima) de uno de los personajes.  Después todo el grupo mostrara sus resultados y llegaran a una conclusión general.  Puedes hacer un análisis comparativo: que tus alumnos graben saltos reales y que midan g con esta técnica, entre otros muchos ejercicios que te hemos recomendado en este blog.  Efectivamente para hacer este ejercicio se requiere computadora, pero ningún otro gasto. Con todo, los anal sis de video se pueden aplicar en experimentos reales o fenómenos que vemos en la calle... Pero esa es otra historia, para una próxima entrada

Dinos:
1) ¿Qué otros video juegos se pueden analizar con esta técnica?,
2) ¿Cómo se puede localizar el centro masa de una persona?

No hay comentarios.:

Publicar un comentario

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

Facebook Share