Aprende qué es ray tracing y cómo transforma los videojuegos

Probablemente te suene pero ¿sabes exactamente qué es ray tracing o trazado de rayos? Cada vez más tarjetas RTX y GTX soportan esta tecnología que posibilita una nueva técnica de iluminación con un rendimiento hasta seis veces superior a la generación previa de gráficas, lo que se traduce en poder disfrutar de los videojuegos de una forma mucho más fiel a la realidad visualmente. Pero, ¿merece la pena esta opción? A continuación, te contamos todo lo que necesitas saber para responder a esta pregunta.

FOTONES VIRTUALES

La tecnología gráfica suele ser difícil de explicar, pero el trazado de rayos es bastante sencillo. Intenta emular la forma en que la luz funciona en el mundo real. En lugar de crear una iluminación prediseñada para escenas de juegos, el trazado de rayos traza el camino de la luz simulada. O, mejor dicho, millones de luces simuladas. La luz rebota en los objetos a medida que se mueve e interactúa con sus propiedades. Si rebota en una superficie verde brillante, por ejemplo, su tono puede cambiar.

Así es como funciona la luz en la vida real. Una partícula de luz estalla desde su punto de origen y viaja hasta interactuar con un objeto, en cuyo punto su trayectoria está determinada por las propiedades de ese objeto. Puede ser absorbido por un objeto denso y oscuro, o casi totalmente reflejado por un espejo.

La similitud fundamental del trazado de rayos con la vida real lo convierte en una técnica de renderizado 3D extremadamente realista. Solo hay un problema: es difícil de simular. Recrear la forma en que la luz funciona realmente en el mundo es complicado y requiere de muchos recursos, por lo que se necesita una gran cantidad de potencia de cálculo. Incluso el renderizado de trazado de rayos de Nvidia no es un verdadero trazado de rayos, en el que se simulan todos los puntos de luz. En su lugar, utiliza una serie de aproximaciones inteligentes para ofrecer algo que se aproxima al mismo efecto visual, pero sin ser tan exigente con el hardware.

La mayoría de los juegos de trazado de rayos ahora utilizan una combinación de técnicas de iluminación tradicionales, típicamente llamadas rasterización, y trazado de rayos en superficies específicas, como charcos reflectantes o metalurgia. Battlefield V es un gran ejemplo de ello. Se ve el reflejo de las tropas en el agua, el terreno en los aviones y de las explosiones a través de la pintura de un coche. Es posible mostrar reflejos en los motores 3D modernos, pero no llegan al nivel de detalle mostrado en juegos como Battlefield V cuando el trazado de rayos está activado.

El trazado de rayos también puede ser aprovechado en el caso de sombras para hacerlas más dinámicas y realistas. Verás que se usa con gran efecto en Shadow of the Tomb Raider.

La iluminación con trazado de rayos puede crear sombras mucho más realistas en escenas oscuras y brillantes, con bordes más suaves y mayor definición. Lograr este efecto sin el trazado de rayos es extraordinariamente difícil. Los desarrolladores solo pueden “falsificarlo” a través del uso cuidadoso y controlado de fuentes de luz preestablecidas. Eso requiere mucho tiempo y esfuerzo, e incluso entonces, el resultado no es del todo correcto.

Algunos juegos utilizan el trazado de rayos para la iluminación global, rastreando el trazado de una escena completa. Pero eso es lo más caro desde el punto de vista informático y necesita las tarjetas gráficas modernas más potentes para funcionar de forma eficaz. Metro Exodus lo utiliza actualmente, pero su implementación no es perfecta.

Simular cualquiera de estos efectos no es fácil, por lo que los gráficos 3D modernos en tiempo real -incluidos los que se utilizan en los juegos 3D- tienen que introducir otros métodos la mayoría de las veces. Nvidia utiliza técnicas que incluyen la eliminación de ruido y el Deep Learning Super Sampling (DLSS) para mejorar el rendimiento y cubrir algunos de los problemas visuales que se producen al renderizar menos rayos de los que serían necesarios para crear una escena verdaderamente trazada por rayos. Estas siguen reservadas para las capturas de pantalla y las películas preprocesadas, en las que los servidores de alta potencia pueden pasar días renderizando fotogramas individuales.

EL HARDWARE DETRÁS DE LOS RAYOS

Para manejar incluso estas implementaciones relativamente modestas de trazado de rayos, la generación RTX de tarjetas gráficas de Nvidia introdujo hardware específicamente diseñado para el trazado de rayos. La arquitectura de Turing utiliza los nuevos núcleos RT de la empresa para manejar la técnica en tiempo real. No son estrictamente necesarios para el trazado de rayos, ya que los efectos de trazado de rayos se pueden ejecutar en tarjetas gráficas GTX de las series 10 y 16, aunque son mucho menos capaces que las tarjetas RTX de nivel superior como las 2070, 2080 y 2080 Ti.

Incluso las tarjetas gráficas GTX más potentes, como la 1080 Ti, tienen problemas con los juegos de trazado de rayos a más de 1080p. Los núcleos RT no son una fórmula mágica. Incluso la 2080 Ti, la tarjeta gráfica de consumo más potente del mundo con la mayoría de los núcleos RT, lucha por alcanzar los 60 FPS o más en juegos como Battlefield V o Metro Exodus con trazado de rayos habilitado a 1440p. Esta tarjeta, sin el trazado de rayos habilitado, es capaz de ofrecer altas velocidades de fotogramas a 4K.

Pero el método de trazado de rayos de Nvidia no es la única opción. Crytek lanzó una demostración llamada Neon Noir a principios de 2019, que mostró efectos de trazado de rayos de alto nivel en un AMD RX Vega 56 de $300 dólares, funcionando a 30 FPS. A medida que la técnica va ganando terreno entre los desarrolladores de juegos, es posible que veamos una gama más amplia de hardware que la soporte a precios mucho más asequibles.

¿CÓMO PUEDES DISFRUTAR DEL TRAZADO DE RAYOS EN CASA?

El primer paso es conseguir una tarjeta gráfica Nvidia, porque en este momento, los juegos de trazado de rayos disponibles al público lo requieren. Cualquier tarjeta RTX o GTX servirá si solo quieres ver cómo se ve una escena con trazado de rayos, pero si quieres jugar a una resolución superior a 1080p y con una velocidad de fotogramas que se acerque o supere los 60 FPS, tu mejor opción es con las tarjetas gráficas más potentes y, por lo tanto, más caras. No es necesario una 2080 Ti de $1,000 dólares, pero una RTX 2060 o una 2070 son probablemente las opciones a elegir. Aunque esto significa gastarte entre $350 dólares y $550 dólares.

En cuanto a los juegos, la selección sigue siendo bastante limitada. Las implementaciones más completas de trazado de rayos las encuentrs en los primeros juegos de demostración de RTX, como Battlefield V, Shadow of the Tomb Raider y Metro Exodus. Pero la lista está creciendo todo el tiempo. Stay in the Light es un nuevo juego de terror indie construido enteramente en torno al uso de reflejos y sombras de trazado de rayos, y ahora también puedes jugar a través del Quake II remasterizado con trazado de rayos RTX.

Otros juegos con trazado de rayos RTX previstos para 2019 incluyen Remedy Entertainment’s Control, así como Mundfish’ Atomic Heart, entre otros.