¿Qué es el Ray Tracing y cómo funciona?
Si juegas videojuegos con regularidad o has visto alguna de las películas animadas de Pixar o Disney en los últimos años, probablemente hayas visto el trazado de rayos en acción sin darte cuenta.
Básicamente, lo que promete el trazado de rayos es una experiencia visual de alta calidad para disfrutar al máximo. El trazado de rayos en los videojuegos aún se encuentra en sus primeras etapas, pero su entrada en el mercado apunta a un futuro prometedor para la industria de miles de millones de dólares.
El término ha tenido un impacto significativo en la industria de los juegos en los últimos dos años y se ha promocionado como el futuro de los gráficos en los juegos. Entonces, ¿qué es Ray Tracing, cómo funciona y por qué es tan importante?
¿Qué es el trazado de rayos?
Ray Tracing es un método de renderizado de gráficos que utiliza algoritmos para calcular dónde deben estar las luces y las sombras en los videojuegos.
Aquí es donde la ciencia de la escuela primaria es útil: mirar en un vaso. Cuando miras la taza, la luz se refleja desde el vidrio directamente hacia tus ojos y tu cerebro se da cuenta de que el objeto que tienes frente a ti es una taza. Ahora mueve tus ojos de la taza para encontrar la fuente de luz en tu habitación. Esto es trazado de rayos.
En los videojuegos 3D que tenemos actualmente, el algoritmo de trazado de rayos comienza desde la perspectiva del jugador y comienza a ‘seguir’, identificando y mapeando la luz, el color y las sombras de múltiples objetos en una pantalla. Como resultado, los gráficos producidos a través del trazado de rayos son más fluidos y realistas.
Antes del trazado de rayos
Si desea saber cómo se ven las imágenes en movimiento antes del trazado de rayos, solo eche un vistazo a los videojuegos creados a principios de la década de 2000 y compárelos con los videojuegos AAA que se encuentran actualmente en el mercado.
Los gráficos por computadora tradicionales utilizan un método llamado rasterización, donde el concepto y el dibujo de las fuentes de luz 3D se convierten en una superficie 2D. Los polígonos 3D se traducen a píxeles 2D, y eso no siempre funciona bien porque básicamente estás forzando un objeto complejo con muchas caras sobre una superficie plana.
Además de eso, las computadoras tradicionales no eran lo suficientemente rápidas para mantenerse al día con la intensidad de los videojuegos. Si bien se han realizado muchas mejoras en la rasterización, se queda corta en comparación con el trazado de rayos cuando se trata de ofrecer un intenso juego de disparos en primera persona, por ejemplo.
¿Cómo funciona el trazado de rayos?
Si bien el trazado de rayos puede parecer simple y emocionante como concepto, no es una técnica fácil. Entonces, ¿cómo funciona el trazado de rayos?
El trazado de rayos realiza un proceso llamado “eliminación de ruido”, en el que su algoritmo, que parte de la cámara (desde tu perspectiva) rastrea y detecta las sombras y sombras más importantes. Usando el aprendizaje automático, “llena los espacios en blanco” para crear una imagen fotorrealista.
Por lo tanto, cuanto más brillante sea la escena en un videojuego, mayor será la calidad de los gráficos, y cuanto mayor sea la calidad, más caro será. Lo que nos lleva al motivo de la llegada tardía del trazado de rayos a la industria de los videojuegos.
¿Por qué ha llegado tan tarde el trazado de rayos?
También debe saber que el trazado de rayos no es una técnica nueva. Hollywood ha estado usando el trazado de rayos mucho antes de que esta tecnología ingresara a la industria de los videojuegos. La película Monsters University de Pixar de 2013 fue en realidad la primera película animada en utilizar la tecnología de trazado de rayos por completo para la iluminación y las sombras. Entonces, ¿por qué el trazado de rayos entró en los videojuegos tan tarde?
En primer lugar, desde un punto de vista mecánico, el trazado de rayos en sí es exigente desde el punto de vista computacional. Aplicar la tecnología de trazado de rayos a una película de acción estándar de 90 minutos a 24 fotogramas por segundo ya requiere mucho tiempo. Los animadores pueden pasar días o semanas en una sola escena, así que imagina cuán intenso es el trazado de rayos en un videojuego estándar que se ejecuta a 60 cuadros por segundo.
Entonces, como se mencionó anteriormente, el trazado de rayos es costoso. Además de consumir mucho tiempo, el alto presupuesto es la razón por la que siempre hay megaproductoras de películas en Hollywood que pueden permitirse el trazado de rayos. University of Monsters de Pixar costó 200 millones de dólares, al igual que Toy Story 4, que se estrenó en 2019.
Mientras que las tarjetas gráficas modernas con soporte de trazado de rayos en tiempo real oscilan entre $ 400 y $ 3,000. Estos son actualmente muy caros de adquirir.
El uso del trazado de rayos en los juegos
El trazado de rayos se usa en casi todas partes en un videojuego, pero especialmente en las escenas cinemáticas. ¿Alguna vez has notado por qué tu personaje se ve más realista y sofisticado durante las escenas de videojuegos? Esto es trazado de rayos en acción. Control, el exitoso juego AAA de 2019, es un excelente ejemplo de trazado de rayos exitoso en un videojuego.
Aparte de los videojuegos, el trazado de rayos también se utiliza en muchas industrias. En arquitectura, el trazado de rayos está integrado en aplicaciones de software para el modelado 3D de un edificio. Esto hace que el sueño de un arquitecto de diseñar un edificio sea más realista que los bocetos conceptuales dibujados a mano, y la luz de modelado es más precisa. En ingeniería, el trazado de rayos se utiliza para un propósito similar.
Desarrolladores de juegos y trazado de rayos
Después de que la empresa Ray Tracing adquiriera RayScale en 2008, Nvidia se convirtió en la primera empresa del mercado en introducir el ray tracing. En 2018, presentó las tarjetas gráficas de la serie GeForce RTX a los consumidores. Desde entonces, los desarrolladores de juegos famosos se han unido al juego de trazado de rayos uno por uno.
En 2019, Epic Games y Utility Technologies anunciaron que su motor de hardware ahora ofrece soporte nativo para el trazado de rayos. En 2018, Microsoft integró el trazado de rayos en DirectX 12, su software clave de programación multimedia y de juegos para Xbox One. A principios de 2020, el gigante tecnológico anunció DirectX 12 Ultimate, una actualización de DirectX 12.