Clase 067 — Capstone Parte 2: un nivel 3D explorable en tercera persona

Parte: 2 — Desarrollo 3D: motores, escenas y transformaciones · Fuente: Documentación oficial de Godot 4 — Third-person camera con SpringArm3D y Navigation ⏱️ Duración estimada: 90 min · Nivel: Intermedio

🧪 Proyecto de referencia: este capstone tiene un laboratorio ejecutable en labs/3d-tercera-persona: abre inicio/ para construirlo tú (con TODO guiados) o solucion/ para ver la implementación completa y jugable. Ambos se verifican en CI con Godot headless.

🎯 Objetivo

Integrar todo lo aprendido en la Parte 2 en un único proyecto: un nivel 3D explorable en tercera persona. Reunirás nivel modular (GridMap/blockout), iluminación con WorldEnvironment, un personaje controlado con cámara SpringArm3D y blending de animación, colisiones y física, coleccionables con Area3D, un enemigo con navegación por navmesh y optimización básica. Este es un capstone: no es una lección nueva, sino la especificación y la guía para ensamblar un juego pequeño pero completo.

Al terminar tendrás un nivel jugable de principio a fin, con una checklist de integración cumplida, una definición de terminado clara y un plan de playtesting para pulirlo.

📚 Resultados de aprendizaje

Al finalizar, el alumno podrá:

1. Ensamblar un nivel 3D completo integrando nodos y sistemas de toda la Parte 2.
2. Configurar una cámara en tercera persona con SpringArm3D que evita atravesar muros.
3. Coordinar el estado del juego (puntos, vidas, victoria) con un GameManager central.
4. Integrar un enemigo que navega hacia el jugador usando NavigationAgent3D.
5. Aplicar una checklist y una "definition of done" para cerrar un proyecto de nivel.

🗺️ Temas

📖 Definiciones y características

• SpringArm3D: brazo de cámara que se acorta al chocar con geometría, evitando que la cámara atraviese muros. Clave: la Camera3D va como hijo suyo.
• WorldEnvironment: nodo que aplica un Environment global (cielo, niebla, tonemapping, glow). Clave: define el "look" atmosférico del nivel.
• NavigationRegion3D: define la zona navegable (navmesh) que los agentes usan para moverse. Clave: sin ella, el enemigo no sabe por dónde caminar.
• NavigationAgent3D: componente que calcula rutas dentro del navmesh hacia un destino. Clave: expone el siguiente punto del camino con get_next_path_position().
• GameManager: nodo o autoload que guarda el estado global (puntos, vidas, victoria). Clave: evita repartir el estado por muchos scripts.
• Blending de animación: mezcla suave entre animaciones (idle, caminar, correr) con AnimationTree. Clave: hace natural el movimiento del personaje.
• Definition of Done: lista de condiciones que definen "terminado". Clave: convierte "casi listo" en un criterio verificable.
• Playtesting: probar el juego observando a un jugador real. Clave: revela problemas que el creador ya no ve.

🧰 Herramientas y preparación

Necesitas Godot 4.x desde https://godotengine.org/download. Reúne lo construido en clases previas: áreas (063), instanciado (064), GridMap/blockout (065) y optimización (066). Guías útiles: cámara en tercera persona y SpringArm3D en https://docs.godotengine.org/en/stable/classes/class_springarm3d.html, navegación 3D en https://docs.godotengine.org/en/stable/tutorials/navigation/navigation_introduction_3d.html, y WorldEnvironment en https://docs.godotengine.org/en/stable/tutorials/3d/environment_and_post_processing.html. Para animación revisa AnimationTree en https://docs.godotengine.org/en/stable/tutorials/animation/animation_tree.html.

🧪 Laboratorio guiado

Especificación del nivel

Construye un nivel con: un espacio modular (GridMap o blockout CSG), iluminación con WorldEnvironment + DirectionalLight3D, un jugador en tercera persona, al menos 6 coleccionables (Area3D), 1 enemigo que navega hacia el jugador, y optimización básica aplicada. La condición de victoria: recoger todos los coleccionables sin que el enemigo te alcance.

Tabla de features

Pasos de ensamblaje

1. Nivel. Parte del GridMap de la clase 065 o de un blockout CSG. Asegura suelo con colisión y muros que encierren el espacio.

2. Atmósfera. Añade un WorldEnvironment con un Environment (cielo procedimental, un poco de niebla) y una DirectionalLight3D con sombras. El nivel debe leerse con claridad.

3. Cámara en 3ª persona. En tu CharacterBody3D, añade la jerarquía SpringArm3D → Camera3D. El SpringArm3D se acorta solo al chocar con muros. Controla el giro con el ratón:

extends CharacterBody3D

@export var velocidad: float = 5.0
@export var sensibilidad: float = 0.005
@onready var brazo: SpringArm3D = $SpringArm3D

func _ready() -> void:
    Input.mouse_mode = Input.MOUSE_MODE_CAPTURED

func _unhandled_input(evento: InputEvent) -> void:
    if evento is InputEventMouseMotion:
        rotate_y(-evento.relative.x * sensibilidad)
        brazo.rotation.x = clampf(
            brazo.rotation.x - evento.relative.y * sensibilidad, -1.2, 0.4)

func _physics_process(_delta: float) -> void:
    var entrada := Input.get_vector("ui_left", "ui_right", "ui_up", "ui_down")
    var direccion := (transform.basis * Vector3(entrada.x, 0, entrada.y)).normalized()
    velocity.x = direccion.x * velocidad
    velocity.z = direccion.z * velocidad
    move_and_slide()

4. GameManager. Crea un Node autoload (Proyecto → Ajustes → Autoload) llamado GameManager que centraliza el estado:

extends Node

signal puntos_cambiados(total: int)
signal partida_ganada

var puntos: int = 0
var total_coleccionables: int = 0

func registrar_coleccionable() -> void:
    total_coleccionables += 1

func sumar_punto(valor: int) -> void:
    puntos += valor
    puntos_cambiados.emit(puntos)
    if puntos >= total_coleccionables * valor:
        partida_ganada.emit()

func reiniciar() -> void:
    puntos = 0
    total_coleccionables = 0

5. Coleccionables. Reutiliza el prefab Area3D de la clase 064. Al instanciar cada uno, llama a GameManager.registrar_coleccionable(); al recogerse, GameManager.sumar_punto(valor).

6. Enemigo con navmesh. Añade un NavigationRegion3D que cubra el suelo y hornea su navmesh (botón Bake NavMesh). El enemigo es un CharacterBody3D con un NavigationAgent3D que persigue al jugador:

extends CharacterBody3D

@export var velocidad: float = 3.0
@onready var agente: NavigationAgent3D = $NavigationAgent3D
var objetivo: Node3D

func _ready() -> void:
    objetivo = get_tree().get_first_node_in_group("jugador")

func _physics_process(_delta: float) -> void:
    if objetivo == null:
        return
    agente.target_position = objetivo.global_position
    var siguiente := agente.get_next_path_position()
    var direccion := (siguiente - global_position).normalized()
    velocity = direccion * velocidad
    move_and_slide()

7. Optimización. Si adornas el nivel con muchos props iguales (rocas, plantas), siémbralos con MultiMeshInstance3D (clase 066). Aplica visibility_range a la geometría lejana. Verifica en el monitor que las draw calls se mantienen razonables.

8. Interfaz y victoria. Conecta GameManager.puntos_cambiados a un Label y GameManager.partida_ganada a una pantalla de victoria. Al ejecutar, recoger todo debe disparar la victoria; ser alcanzado por el enemigo, la derrota.

Definition of Done

• [ ] El jugador se mueve en 3ª persona y la cámara no atraviesa muros.
• [ ] Hay iluminación y atmósfera legibles (WorldEnvironment activo).
• [ ] Todos los coleccionables se recogen y actualizan el marcador vía señal.
• [ ] El enemigo persigue al jugador por rutas válidas del navmesh.
• [ ] Existe condición de victoria y de derrota funcionales.
• [ ] El nivel corre con FPS estable (comprobado en el monitor).
• [ ] No hay errores en consola al jugar de principio a fin.

Guía de playtesting

Pide a alguien que juegue sin instrucciones y observa: ¿entiende el objetivo sin que se lo digas? ¿La cámara marea o se atasca? ¿El enemigo supone una amenaza real pero justa? ¿Se puede completar el nivel? Anota tres problemas concretos y corrige al menos dos antes de dar por cerrado el capstone.

✍️ Ejercicios

1. Añade blending de animación idle↔caminar con un AnimationTree según la velocidad del jugador.
2. Da al enemigo un rango de detección (Area3D) para que solo persiga si te acercas.
3. Añade una pantalla de derrota cuando el enemigo alcanza al jugador (usa un Area3D en el enemigo).
4. Incluye un checkpoint (clase 063) que reaparezca al jugador si cae del nivel.
5. Muestra un cronómetro y guarda el mejor tiempo de recolección.
6. Añade una segunda sala conectada y usa change_scene_to_file para pasar entre niveles.

📝 Reto verificable

Entrega un nivel 3D jugable de principio a fin que cumpla la tabla de features y la definition of done: personaje en tercera persona con SpringArm3D, iluminación con WorldEnvironment, al menos 6 coleccionables por Area3D gestionados por el GameManager, un enemigo que navega hacia el jugador con NavigationAgent3D, y condición de victoria y derrota. Criterio de aceptación: al ejecutar, se puede completar el nivel recogiendo todos los coleccionables; la cámara nunca atraviesa muros; el enemigo persigue por rutas válidas; recoger todo dispara la victoria y ser alcanzado dispara la derrota; y el juego corre sin errores en consola con FPS estable verificado en el monitor.

⚠️ Errores comunes

❓ Preguntas frecuentes

❓ ¿Por dónde empiezo a ensamblar tantas piezas? Por el "esqueleto" jugable mínimo: nivel con colisión + jugador en 3ª persona que se mueve. Cuando eso funciona, añade una feature a la vez (coleccionables, luego enemigo, luego optimización), probando tras cada una.

❓ ¿El GameManager debe ser un autoload? Es lo más cómodo: un autoload es accesible desde cualquier escena sin pasar referencias. Alternativamente puedes usar un nodo en la escena principal y conectar señales, pero el autoload simplifica el estado global.

❓ ¿Necesito hornear el navmesh cada vez que cambio el nivel? Sí, si mueves geometría que afecta a las rutas. El navmesh es una foto de la zona navegable; si el nivel cambia, vuelve a hacer Bake para que el enemigo navegue correctamente.

❓ ¿Cómo sé que el capstone está realmente terminado? Cuando cumples cada punto de la definition of done y al menos una persona ajena completó el nivel sin ayuda. "Se ve bien en mi cabeza" no cuenta; el criterio es verificable y observable.

🔗 Referencias

• Godot Docs — Clase SpringArm3D: https://docs.godotengine.org/en/stable/classes/class_springarm3d.html
• Godot Docs — Navigation introduction 3D: https://docs.godotengine.org/en/stable/tutorials/navigation/navigation_introduction_3d.html
• Godot Docs — Environment and post-processing: https://docs.godotengine.org/en/stable/tutorials/3d/environment_and_post_processing.html
• Godot Docs — Using AnimationTree: https://docs.godotengine.org/en/stable/tutorials/animation/animation_tree.html
• Godot Docs — Clase NavigationAgent3D: https://docs.godotengine.org/en/stable/classes/class_navigationagent3d.html

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