Cómo funciona el Ray Tracing, la tecnología más vanguardista de los videojuegos

Así es como funciona el Ray Tracing, la tecnología más comentada y el avance más importante en videojuegos de la última década
Fuente: NVIDIA

El Ray Tracing es una tecnología que cada vez está más en nuestras vidas. Primero comenzó con NVIDIA y Microsoft, pero ahora también pasó a AMD y las nuevas consolas de videojuegos, pero ¿cómo funciona realmente esta tecnología que cambia por completo la forma de ver los videojuegos?

Fuente: NVIDIA

Para entender cómo funciona el Ray Tracing primero hay que entender cómo funciona la luz dentro de los videojuegos, porque esta aunque es una tecnología nueva en este campo, lleva en el mercado audiovisual durante ya muchísimos años, pero como una herramienta pesada y cara, que en las películas animadas necesita de sistemas computacionales grandes en workstations grandísimas para poder renderizarse.

Antes de esta integración a los videojuegos, la luz en los títulos que conocemos, desde que estos incluyen figuras en 3D, se hace a través del modelado de figuras y la aplicación de técnicas de luz sobre estos mismos. Todas ellas con resultados fijos y determinados a través del diseño de espacios con lo que interactúan las representaciones de luz. Es decir, la luz es solamente lo que se puede ver de ella, estas no corresponden al comportamiento de la luz en el mundo real.

Fuente: Epic Games

Es también por eso mismo que las gráficas de videojuegos, por más que avancen en texturas y en diseño de mapas, siguen sintiéndose en el mismo punto que hace unos diez años, porque realmente la luz es la que puede adjudicarle una mayor sensación de realismo a lo que vemos en pantalla, porque un escenario con texturas realistas no se sentirá realmente como tal si no responde a lo que conocemos en la vida real gracias a la interacción que tenemos con la luz.

El Ray Tracing en películas animadas es popular y suficiente porque no requiere de ser renderizado en tiempo real como lo es un videojuego. Estas se renderizan de manera independiente para formar un archivo multimedia que es reproducible en cualquier pantalla. Por otro lado, los videojuegos dependen de los componentes de una computadora en donde se estén usando, por eso su introducción al gaming es importante.

El principio del Ray Tracing

El principio del Ray Tracing es muy simple, realmente. Se trata de buscar el comportamiento de la luz sobre los modelos 3D que están dentro de un videojuego. Esto se logra haciendo que las fuentes de luz se comporten como rayos; es decir, como partículas, exactamente como funciona la luz en el mundo real.

Sin embargo, este proceso es muy complicado de manera computacional, ya que la información necesaria para renderizar esto es demasiado alta y requiere de una potencia altísima, pero que está siendo tratada por núcleos específicos en las gráficas de nueva generación, como la serie RTX de NVIDIA y las nuevas Radeon 6000 de AMD. Con estos núcleos, las gráficas comienzan a procesar estos haces de luz interactuando con cada uno de los puntos del modelado, no de manera individual como se hace de manera tradicional.

Fuente: 505 Games

El resultado es el tener fuentes de luz que se comportan como luz real, pues rebotan y van perdiendo intensidad conforme se acercan y se difunden sobre los objetos que golpean. Es decir, las luces ya no son parte del mismo modelado de la escena, sino que forman parte de la interacción de la fuente de luz con todo el modelo, generando tanto luces como sombras que van modificándose dependiendo del objeto sobre el que impacten o en el que se difundan. Es decir, no será la misma luz que refleje un cuerpo que un espejo o un crista.

Esto, por supuesto, es un proceso que se hace de manera íntegra en películas o archivos multimedia renderizados como producto final. En el caso de un videojuego, esta está limitada por la misma falta de potencia del procesamiento gráfico y se utiliza solamente en fuentes de luz específicas, para no sobrecargar los juegos ni los sistemas que los integran.

También, esta está solo disponible y es posible gracias al desarrollo de los núcleos especializados en ello. Si se quisiera correr un sistema de Ray Tracing en una tarjeta gráfica que no cuenta con estos, no será capaz de reproducirlo.

Fuente: CD Projekt Red

Aplicaciones del Ray Tracing

Sus aplicaciones son simplemente estéticas y no afectan sobre el gameplay de absolutamente ningún juego. Sin embargo, es la primera tecnología que innova realmente sobre el desempeño visual de los juegos desde hace muchísimos años, por lo que sus usos podrás se explorados conforme avance su popularización, que llegará con la nueva generación de consolas.

También, fuera del ámbito del gaming esta se utiliza en simuladores de imagen como motores gráficos, renders visuales para diseño y algunos otros softwares que necesitan simular luz de manera realista y no como modelos estáticos, como pueden ser algunos programas para entrenamiento de vuelo o conducción.

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La gráfica más potente de la pasada generación de NVIDIA es el estándar de calidad para Ray Tracing aún ahora

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