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Clase 065 — Nivel 3D: GridMap, kits modulares y blockout

Parte: 2 — Desarrollo 3D: motores, escenas y transformaciones · Fuente: Documentación oficial de Godot 4 — Using GridMaps y CSG tools ⏱️ Duración estimada: 60 min · Nivel: Intermedio

🎯 Objetivo

Aprender a construir niveles 3D de forma rápida y ordenada usando dos flujos complementarios: el blockout con nodos CSG para prototipar volúmenes y probar el diseño antes de invertir en arte, y el GridMap con una MeshLibrary para "pintar" niveles con piezas modulares reutilizables. Es el puente entre la idea y el nivel jugable.

Al terminar habrás bloqueado un pequeño nivel con CSGBox3D/CSGCombiner3D, habrás generado una MeshLibrary a partir de piezas simples y habrás pintado con GridMap una versión modular navegable de ese mismo espacio.

📚 Resultados de aprendizaje

Al finalizar, el alumno podrá:

Explicar la diferencia entre blockout (greybox) y arte final, y por qué se prototipa primero.
Construir volúmenes de nivel con CSGBox3D, CSGCombiner3D y operaciones booleanas.
Crear una MeshLibrary a partir de escenas o mallas para usarla como kit modular.
Pintar un nivel con GridMap usando esa librería y colisiones.
Aplicar principios básicos de diseño de nivel 3D (circulación, escala, hitos visuales).

🗺️ Temas

#	Tema	Por qué importa
1	Blockout / greybox	Permite validar el diseño sin gastar tiempo en arte.
2	Nodos CSG	Construyen y restan volúmenes rápidamente para prototipar.
3	Operaciones booleanas CSG	Unir, restar e intersecar crea huecos, puertas y pasillos.
4	MeshLibrary	Es el catálogo de piezas modulares que usa el GridMap.
5	GridMap	Coloca piezas en una rejilla 3D como un editor de tiles 3D.
6	Modularidad y escala	Piezas que encajan en la rejilla aceleran el montaje.
7	Flujo greybox → arte	Reemplazar piezas sin rehacer el nivel entero.

📖 Definiciones y características

Blockout (greybox): versión del nivel hecha con volúmenes grises simples para probar espacio y recorrido. Clave: se centra en jugabilidad, no en estética.
CSGBox3D: caja de geometría sólida constructiva que se combina con otras. Clave: ideal para prototipar muros, suelos y rampas.
CSGCombiner3D: nodo raíz que agrupa hijos CSG y aplica sus operaciones. Clave: sin él, las operaciones booleanas entre piezas no se resuelven juntas.
Operación CSG (union, subtraction, intersection): modo que define cómo un CSG afecta a los anteriores. Clave: subtraction abre huecos como puertas o ventanas.
MeshLibrary: recurso que guarda un conjunto de mallas (con colisión) numeradas como un catálogo. Clave: es la fuente de piezas del GridMap.
GridMap: nodo que coloca piezas de una MeshLibrary en una rejilla 3D de tamaño fijo. Clave: acelera enormemente construir niveles modulares.
Modularidad: diseñar piezas que encajan por múltiplos de la celda. Clave: si las medidas no cuadran, aparecen huecos y solapes.
Cell size: tamaño de cada celda del GridMap. Clave: debe coincidir con la escala de tus piezas modulares.

🧰 Herramientas y preparación

Necesitas Godot 4.x desde https://godotengine.org/download. Las guías clave son "Using GridMaps" en https://docs.godotengine.org/en/stable/tutorials/3d/using_gridmaps.html y "Prototyping levels with CSG" en https://docs.godotengine.org/en/stable/tutorials/3d/csg_tools.html. Para exportar la librería revisa la sección de creación de MeshLibrary en la misma guía de GridMaps. Trabajaremos con cajas y mallas primitivas: el objetivo es el flujo, no el modelado.

🧪 Laboratorio guiado

Haremos primero un blockout con CSG y luego una versión modular con GridMap.

Parte A — Blockout con CSG

Crea una escena con raíz Node3D llamada Blockout, con Camera3D y DirectionalLight3D. Añade un CSGCombiner3D llamado Estructura.
Dentro de Estructura, añade un CSGBox3D grande y plano como suelo (por ejemplo size = Vector3(20, 1, 20)). Añade cuatro CSGBox3D verticales como muros perimetrales.
Para abrir una puerta en un muro, añade otro CSGBox3D que atraviese el muro y ponle Operation = Subtraction en el Inspector. El hueco aparecerá al instante: eso es el poder del CSG para prototipar.
Puedes ajustar todo por código desde Estructura para probar variantes de tamaño rápidamente:

extends CSGCombiner3D

func _ready() -> void:
    # Genera un pasillo de N segmentos de muro por código para probar longitudes.
    var largo := 6
    for i in largo:
        var muro := CSGBox3D.new()
        muro.size = Vector3(1, 3, 4)
        muro.position = Vector3(-5, 1.5, -i * 4)
        add_child(muro)
    print("Blockout generado con ", largo, " segmentos")

Ejecuta y recorre el espacio con la cámara. Ajusta medidas hasta que el recorrido "se sienta" bien. Este greybox es desechable: solo valida el diseño.

Parte B — MeshLibrary + GridMap

Crea una escena aparte por cada pieza modular (por ejemplo piso.tscn, muro.tscn). Cada una: un Node3D raíz con un MeshInstance3D (BoxMesh a escala de celda) y un StaticBody3D con CollisionShape3D para que el jugador no las atraviese. Diséñalas para una celda de 2×2×2.
Crea una escena Node3D llamada KitLibreria. Añade tus piezas como hijos instanciados. Con la raíz seleccionada, ve al menú Escena → Convertir en… → MeshLibrary y guárdala como kit.meshlib. Cada pieza queda numerada en la librería.
Crea la escena principal Node3D NivelModular con Camera3D y DirectionalLight3D. Añade un nodo GridMap. En su Inspector, asigna kit.meshlib a la propiedad Mesh Library y pon Cell → Size = (2, 2, 2) para que coincida con tus piezas.
Con el GridMap seleccionado, en el panel inferior aparece la paleta de piezas. Selecciona el "piso" y pinta una plataforma; selecciona el "muro" y levanta paredes alrededor. Estás construyendo el nivel como si fuera un editor de tiles, pero en 3D.
También puedes colocar celdas por código, útil para generación procedimental:

extends GridMap

func _ready() -> void:
    # item 0 = piso, item 1 = muro (según el orden en la MeshLibrary).
    var piso := 0
    for x in range(-4, 5):
        for z in range(-4, 5):
            set_cell_item(Vector3i(x, 0, z), piso)
    # Borde de muros en una fila.
    var muro := 1
    for x in range(-4, 5):
        set_cell_item(Vector3i(x, 1, -4), muro)

Ejecuta con F6. Recorre el nivel: las piezas encajan por celda, tienen colisión y forman un espacio navegable. Cambiar una pieza de la MeshLibrary por arte final actualiza todas las celdas que la usan sin rehacer el mapa.

✍️ Ejercicios

Amplía el blockout CSG con una rampa (un CSGBox3D rotado) y comprueba el recorrido.
Usa una operación Subtraction para abrir una ventana en un muro CSG.
Añade una tercera pieza (una columna) a la MeshLibrary y píntala en el GridMap.
Genera por código un pasillo recto de 10 celdas con set_cell_item.
Cambia el cell_size a 4 y ajusta las piezas para que encajen; observa qué se rompe si no cuadran.
Reemplaza la malla de una pieza por otra con material distinto y verifica que todo el nivel se actualiza.

📝 Reto verificable

Diseña una sala jugable en dos pasadas: primero un blockout completo con CSG (suelo, muros, una puerta por Subtraction y una rampa) y luego reconstruye esa misma sala con GridMap y una MeshLibrary de al menos 3 piezas, con colisiones funcionales. Criterio de aceptación: el blockout permite recorrer la sala y validar la puerta y la rampa; la versión GridMap reproduce el mismo espacio con piezas modulares que encajan sin huecos ni solapes, tiene colisión (el jugador no atraviesa muros) y al menos parte del mapa se pinta y otra parte se genera por código con set_cell_item.

⚠️ Errores comunes

Síntoma / mensaje	Causa y cómo arreglar
La resta CSG no abre el hueco	El `CSGBox3D` a restar no es hijo del `CSGCombiner3D` o no está en modo Subtraction. Colócalo dentro y cambia Operation.
Las piezas del GridMap dejan huecos o se solapan	El `cell_size` no coincide con el tamaño de las piezas. Ajústalos para que encajen.
La paleta del GridMap aparece vacía	No asignaste una `MeshLibrary` válida a la propiedad Mesh Library. Asígnala.
El jugador atraviesa los muros del GridMap	Las piezas se exportaron sin `StaticBody3D`/`CollisionShape3D`. Añade colisión antes de generar la librería.
Cambiar una pieza no actualiza el nivel	Editaste una instancia, no la escena de la pieza o la librería. Regenera la `MeshLibrary`.
CSG lento con muchas operaciones	El CSG recalcula geometría; no lo uses para el nivel final, solo para blockout.

❓ Preguntas frecuentes

❓ ¿Debo entregar el nivel final en CSG? No. El CSG es excelente para prototipar, pero recalcula geometría y no rinde bien a gran escala. Úsalo para el greybox y pasa a GridMap o mallas importadas para el nivel definitivo.

❓ ¿Por qué mis piezas no encajan en el GridMap? Porque su tamaño no es múltiplo del cell_size. Diseña las piezas a la medida exacta de la celda (o un múltiplo) para que la rejilla las alinee sin huecos.

❓ ¿Cómo añado colisión a las piezas del kit? Cada pieza debe incluir un StaticBody3D con su CollisionShape3D antes de convertir la escena en MeshLibrary. El GridMap conserva esa colisión.

❓ ¿Puedo mezclar GridMap con instancias sueltas? Sí. Lo habitual es usar GridMap para la estructura repetitiva (suelos, muros) e instanciar props únicos (coleccionables, enemigos) por código encima, como viste en la clase anterior.

🔗 Referencias

Godot Docs — Using GridMaps: https://docs.godotengine.org/en/stable/tutorials/3d/using_gridmaps.html
Godot Docs — Prototyping levels with CSG: https://docs.godotengine.org/en/stable/tutorials/3d/csg_tools.html
Godot Docs — Clase GridMap: https://docs.godotengine.org/en/stable/classes/class_gridmap.html
Godot Docs — Clase MeshLibrary: https://docs.godotengine.org/en/stable/classes/class_meshlibrary.html

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