¿Qué es el Ray Tracing de las RTX de Nvidia?

El Ray Tracing promete ser el futuro gráfico de los videojuegos, pero ¿sabes cómo funciona?
(Nvidia)

Ray tracing esto, ray tracing aquello… en los últimos años hemos escuchado que esta tecnología es una de la innovaciones más prometedoras para la industria de los videojuegos. Y es que, a nivel gráfico, el ray tracing promete más fidelidad y detalles, más definición y sobre todo mejores efectos de luz en nuestros juegos. Por ahora pocos títulos pueden ser jugados con esta tecnología y se necesita un poderoso equipo para jugarlos como se debe, que por cierto no es nada barato. Uno de los equipos más prácticos para jugar tus títulos favoritos con los beneficios del ray tracing son las Laptops RTX de Nvidia, equipadas con una GeForce RTX 2080 de 8 GB. Nosotros jugamos Control en uno de estos equipos, título que estuvo entre los mejores juegos del 2019 de Código Espagueti, pero ahora con las bondades del ray tracing. Además de explicar qué es el ray tracing y cómo funciona, trataremos de responder si vale la pena por ahora.

¿Qué es y cómo funciona el ray tracing?

Para entender por qué hay tanto alboroto en torno al ray tracing hay que entender un poco de la historia de los gráficos en los videojuegos. Como todos saben, al principio de los tiempos los juegos solo usaban pixeles coloreados. Eran los tiempo de Super Mario Bros y The Legend  of Zelda, la era dorada de los juegos en 2D. Las cosas cambiaron un poco cuando llegaron los gráficos en 3D, que usaban polígonos renderizados en lugar de pixeles individuales. Con los años surgieron técnicas para hacer que los polígonos se vieran mucho más detallados y definidos, como los shaders y la texturas de alta resolución. Todo esto era una simulación que trataba de engañarnos de forma más o menos convincente.

En los juegos de los 90 los polígonos tenían pocos detalles y lucían toscos. De alguna forma lograban engañarnos. (Konami)

El desarrollo del ray tracing comenzó cuando se preguntaron: ¿qué pasaría si imitáramos la forma en que funciona la vista y la pusiéramos en un videojuego? Así que en lugar de proyectar figuras o polígonos enteros sobre la pantalla, se trata de seguir la trayectoria de los fotones desde la pantalla hasta el jugador:

En lugar de “simplemente” proyectar en qué lugar los polígonos deben aparecer en la pantalla y, luego, aplicar efectos para que queden más lindos, se hace una simulación físicamente correcta del camino recorrido por cada fotón desde su fuente luminosa, rebotando por el ambiente virtual hasta llegar a la “cámara.” Así, lo que permitirá determinar el color final para cada pixel es la forma en que cada “rebote” del rayo altere las características de la luz, dice Nvidia.

Tarjetas RTX 2080 de Nvidia, necesarias para jugar tus títulos favoritos con Ray Tracing. (Future)

Es un proceso que utiliza muchos más cálculos y algoritmos que la animación en 3D tradicional, pero ofrece una mayor fidelidad en las gráficas:

En lugar de tener que desarrollar efectos cada vez más complejos, los cuales pueden no funcionar correctamente en todos los casos (recordemos que los juegos son interactivos) para intentar generar imágenes lindas y realistas, las leyes de la física garantizan que, con Ray Tracing, las imágenes se generan de la misma forma que en el mundo real.

Por eso el ray tracing utiliza un equipo relativamente nuevo que soporta la cantidad de datos que debe procesar para su funcionamiento. Y, por cierto, no es nada barato.

Por otro lado el ray tracing utiliza inteligencia artificial para optimizar el procesamiento de la imagen final. En lugar de usar millones de rayos por pixel, esta tecnología usa un filtro conocido como AI denoiser  (que es un filtro que mejora la calidad de las imágenes eliminando el ruido). Así puede usar tan solo un rayo por pixel y predecir cómo será la imagen que le llega al espectador, ofreciendo así un resultado asombroso. Sin embargo este proceso tiene sus limitantes. Por ejemplo, el procedimiento solo permite la reproducción del video a 24 fps y consume mucha, mucha memoria y pone al GPU casi al límite. Si te preguntabas cómo luciría, Nvidia, Epic Games y ILM hicieron un corto inspirado en Star Wars.

El ray tracing funciona en tres aspectos principales de los juegos: las sombras, los reflejos y la así llamada oclusión ocular.

Control con ray tracing

(505 Games)

Al día de hoy solo es posible jugar pocos títulos con esta tecnología, y uno de ellos es Control (2019), el premiado título desarrollado por 505 Games. El juego se desarrolla (al menos durante sus primeras horas) en las oficinas del organismo gubernamental conocido como Federal Bureau of Control. Es un escenario bastante mundano dentro de lo que cabe (excepto por los cuerpos que hay flotando en todos lados) y recuerda a cualquier oficina aburrida y monótona. Aunque eso sí, el estudio desarrollador hizo un gran trabajo dándole vida a casi cada rincón de su mundo. Con solo mirar los colores y las sombras, la iluminación y las texturas, nos sentimos envueltos en el enigmático ambiente del juego.

(505 Games)

La iluminación forma gran parte de la experiencia de Control y de las diferentes sensaciones que provoca, pasando del misterio al miedo y la hostilidad. El juego en sí mismo parece tan bien planeado en su paleta de colores que sería difícil decir qué tanto le ayuda el ray tracing. Los abruptos contrastes entre la iluminación de dos habitaciones contiguas y la presencia de colores fosforescentes bajo un foco completamente rojo son de por sí poderosos a la vista y podríamos decir que el ray tracing solo les da un empujón más.

(505 Games)

Una de las cosas que noté al momento de jugar este título con los beneficios del ray tracing fue que a veces las texturas parecían salirse de control. A veces parecían destacar demasiado sobre las superficies, provocando que las figuras se distorsionaran y lucieran raras. Una vez parecía que el rostro de Jesse tenía una especie de máscara que alteraba sus facciones y que la hacía irreconocible. Noté esto pocas veces, sobre todo cuando giraba la cámara mientras el personaje estaba quieto.

(505 Games)

El equipo en el que jugamos Control fue bastante cómodo de manipular, cosa que me sorprendió, pues la pantalla de la computadora no superaba las 20 pulgadas. Fue una experiencia bastante íntima, algo a lo que contribuyó bastante el juego. Nunca sentí que la pantalla fuera pequeña o que impidiera ver los textos y detalles del escenario.

(505 Games)

¿Qué esperar del ray tracing en 2020?

El ray tracing definitivamente es algo que veremos popularizarse en los próximos años, con más y más estudios añadiendo la opción de habilitarlo en sus juegos en caso de contar con el equipo necesario. Sin duda alguna constituye una mejora gráfica, puede que pequeña, pero que es suficiente para darle más realismo y atmósfera a nuestros juegos.

El principal obstáculo que enfrenta esta tecnología por el momento es tener precios más competitivos en el mercado. A diferencia de otras tarjetas gráficas también potentes, una como esta cuesta el doble e incluso más. Ofrece una mejora evidente, pero si solo puedes tenerla en un par de juegos los compradores quizá no se vean tan atraídos.

Sin embargo, NVIDIA aseguró estar trabajando en el asunto del precio y para dar los primeros pasos hacia la democratización de esta tecnología, en enero se anunció la tarjeta gráfica GeForce RTX 2060 KO de EVGA, valorada en $299 USD., un precio mucho menor que el de otros productos similares.

Lo que es seguro es que podríamos estar frente al próximo gran salto gráfico en la industria de lo videojuegos, y solo tenemos que ver  cómo es recibido con la llegada de la próxima generación de videojuegos.