¿Qué es el trazado de rayos?

Recientemente, una demostración de Epic, los creadores del motor de juego Unreal, levantó la vista por sus efectos de iluminación fotorrealistas. La técnica es un gran paso adelante para el trazado de rayos. Pero qué significa eso?

Lo que hace Ray Tracing

En pocas palabras, el trazado de rayos es un método que utiliza un motor gráfico para calcular cómo las fuentes de luz virtuales afectan los elementos dentro de su entorno. El programa literalmente huellas la rayos de luz, utilizando cálculos desarrollados por físicos que estudian el comportamiento de la luz real.

Los motores gráficos como Unreal o Unity utilizan el trazado de rayos para representar efectos de iluminación realistas (sombras, reflejos y oclusiones) sin necesidad de representarlos como sus propios objetos individuales. Aunque es bastante intensivo desde el punto de vista de procesamiento, usarlo para renderizar solo lo que la cámara (es decir, el reproductor) necesita ver en un momento dado significa que puede ser más eficiente que otros métodos antiguos de simulación de luz realista en entornos virtuales. Los efectos de iluminación específicos se representan en un solo plano bidimensional en la perspectiva del espectador, no constantemente en todo el entorno.

Todo esto se logra con una matemática increíblemente compleja, tanto en términos de determinar realmente cómo se comporta la luz virtual como cuántos de estos efectos son visibles para el espectador o el jugador en un momento dado. Los desarrolladores pueden usar versiones menos complejas de las mismas técnicas para tener en cuenta un hardware menos potente o un juego más rápido y suave..

El trazado de rayos es un enfoque general de los gráficos en lugar de cualquier técnica específica, aunque se ha refinado y mejorado constantemente. Se puede usar en gráficos pre-renderizados, como los efectos especiales que se ven en las películas de Hollywood, o en motores en tiempo real, como los gráficos que se ven en medio del juego durante un juego de PC..

¿Qué hay de nuevo en Ray Tracing??

La demo que ha conseguido que Ray aparezca en las noticias recientemente es la que aparece en el video a continuación, un breve Guerra de las Galaxias Bosquejo involucrando a algunos soldados de asalto con muy mal momento. Se mostró en la Conferencia de Desarrolladores de Juegos la semana pasada. Fue creado por Epic Games (creadores del omnipresente Unreal Engine) en asociación con NVIDIA y Microsoft para mostrar nuevas técnicas de trazado de rayos..

Fuera de contexto, es solo un video tonto. Pero lo importante es que se procesa en tiempo real, como un videojuego, no como una película de Pixar. El video a continuación muestra al presentador haciendo zoom en la cámara a través de la escena con controles en tiempo real, algo que no es posible con gráficos preconfigurados.

Teóricamente, si su PC para juegos es lo suficientemente potente, puede generar gráficos como esos en cualquier juego que utilice los nuevos efectos de iluminación de trazado de rayos en la próxima versión de la demostración Unreal..

La tecnología realmente brilla (¿entiendes?) Porque esta demostración específica incluye muchas superficies reflectantes y espejadas con geometría irregular. Compruebe cómo se refleja el ambiente en los paneles curvos de la armadura cromada del Capitán Phasma. De igual importancia, observe cómo se refleja de manera más debida y difusa sobre la armadura blanca de los soldados de asalto normales. Este es un nivel de iluminación realista que no está disponible en los juegos de hoy..

¿Hará que mis juegos se vean impresionantes??

Bueno, sí, en circunstancias muy específicas. Este nivel avanzado de trazado de rayos facilitará que los videojuegos generen efectos de iluminación más impresionantes, pero en realidad no hace que la estructura poligonal de los gráficos sea más detallada. No aumenta la resolución de las texturas, ni mejora la fluidez de las animaciones. En resumen, hará que la iluminación se vea realista, y eso es todo..

La demostración anterior es particularmente dramática porque los desarrolladores eligieron personajes y entornos donde casi todas las superficies brillan o reflejan la luz. Si utiliza la misma tecnología para representar, digamos, el protagonista de El Brujo En una serie que monta su caballo por el campo, no verás ninguna superficie mayormente reflectante excepto su espada y quizás algo de agua. Fundamentalmente, las técnicas de trazado de rayos no harán mucho para mejorar la representación de su piel, el pelaje del caballo, el cuero de su ropa, etc..

Los titulares que surgieron de esta demostración afirmando que daría lugar a "gráficos de películas de gran éxito" fueron un poco de hipérbole, eso podría ser cierto si estás jugando un nivel establecido en una sala de espejos, pero eso es todo.

¿Cuándo veré estas cosas en mis juegos??

La demostración de GDC fue un ejemplo de una técnica patentada de trazado de rayos llamada RTX, que ahora está desarrollando NVIDIA. Está previsto que se estrene en la próxima serie de tarjetas gráficas GeForce de gama alta, que actualmente se rumorea que debutará más adelante este año con los números de modelo 20XX. Al igual que otras tecnologías gráficas patentadas, como PhysX de NVIDIA, probablemente no estará disponible para los jugadores que usan tarjetas gráficas de otros fabricantes..

Dicho esto, RTX también está utilizando una nueva característica del sistema API de DirectX específicamente para el rastreo de rayos (denominado trazado de rayos por Microsoft). Entonces, mientras que las demostraciones específicas anteriores son una colaboración entre Epic y NVIDIA, no hay nada que impida que fabricantes competidores como AMD e Intel creen sistemas similares con resultados similares..

En pocas palabras, verá que los juegos de PC de alta gama comienzan a utilizar estas técnicas hacia fines de 2018 y comienzos de 2019. Los jugadores que inviertan en nuevas tarjetas gráficas alrededor de ese tiempo obtendrán el mayor beneficio, pero si ya tienen un sistema de juegos de gama alta, puede utilizar algunos de estos efectos en juegos compatibles con DirectX en su hardware actual.

Debido a los largos tiempos de desarrollo y los objetivos de hardware estáticos, los jugadores de la consola no verán estos gráficos avanzados hasta que se lance la próxima ronda de consolas de juegos en varios años.

Crédito de la imagen: NVIDIA, Epic / YouTube, Guru3D / YouTube