Ray tracing, ¿has oído este término alguna vez? Aunque existe desde hace mucho tiempo en la industria del cine, sigue siendo un término bastante desconcertante, sobre todo en lo que respecta a los videojuegos.

Esencialmente, es una técnica que hace que la luz se comporte de forma realista. La idea del ray tracing es precisamente hacer que los juegos sean más realistas e inmersivos. ¿No te fascinaría que la luz rebotara en los objetos de forma natural? La línea indistinguible entre realidad y fantasía es sin duda atractiva.

Si quieres entender mejor el trazado de rayos y su impacto en los juegos y en un sistema informático, a un alto nivel en lugar de descender demasiado a la jerga tecnológica, sigue leyendo.

Imagina que estás jugando a un juego de PC con los gráficos al máximo. Quizá sea un juego de mundo abierto como Cyberpunk 2077, en el que hay montones de objetos y texturas. Cuando te metes en un callejón para esconderte de tus enemigos y tomarte un respiro, te das cuenta de que la luz rosada de un cartel de neón rebota en el pavimento mojado.

Eso es el trazado de rayos. Tu tarjeta gráfica renderiza estos efectos hiperrealistas en tiempo real, lo que hace que el entorno sea más dinámico. Eso significa que las sombras se moverán según la posición del sol y tendrán un aspecto más suave.

Pero profundicemos un poco más...

El trazado de rayos funciona mediante un algoritmo que rastrea los rayos de luz. Cuando la luz incide en un objeto o superficie, el algoritmo calcula la forma en que interactúa con él, y con la forma en que interactúa con otros rayos de luz que rebotan en diferentes superficies propias.

La idea es imitar cómo el ojo humano procesa la luz y las sombras en tiempo real. Por eso tiene un aspecto tan realista. Si quieres saber más sobre el funcionamiento del trazado de rayos, especialmente en las tarjetas gráficas Nvidia, lee la sección "Núcleo RT" de nuestro artículo sobre las GPU Turing de Nvidia (el trazado de rayos debutó en las tarjetas gráficas convencionales con la serie GeForce RTX 20), o nuestra cobertura original de la API de trazado de rayos DirectX de Microsoft, que sirve de base para el trazado de rayos en los sistemas Windows.

Aunque el trazado de rayos produce resultados impresionantes, puede ser bastante exigente para la GPU, ya que mantener el control de todos esos rayos de luz requiere una cantidad masiva de energía. Además, el trazado de todos esos rayos es muy costoso desde el punto de vista computacional.

Por eso, la mayoría de los videojuegos suelen utilizar la rasterización tradicional. Es mucho más rápido y no consume tantos recursos. Incluso los juegos que soportan el trazado de rayos tienden a confiar en la rasterización para la gran mayoría de los efectos visuales, desplegando los efectos de iluminación de vanguardia solo para unas pocas características clave.

Rasterización

La rasterización es la forma en que tradicionalmente se renderizan la mayoría de los videojuegos. En pocas palabras, es el proceso en el que la GPU ensambla una escena 3D. Me gusta pensar en la GPU como el escultor y en los polígonos como la arcilla. Una vez que la escena está configurada, estos polígonos se transforman en píxeles 2D y luego se afinan con sombreado, iluminación, colores y texturas.

Una de las limitaciones de la rasterización es la inexactitud de los efectos de iluminación. Esta técnica no puede rastrear la luz y calcular cómo debe incidir en los objetos virtuales como lo hace el trazado de rayos, lo que obliga a los desarrolladores a dedicar mucho trabajo a "fingir" la iluminación y sus efectos asociados.

Ahí es donde entra el trazado de rayos, en los juegos compatibles, aunque la velocidad de fotogramas sigue cayendo en picado cuando entran en acción incluso las funciones limitadas de trazado de rayos.

Por eso, el aumento del trazado de rayos ha venido acompañado de nuevas tecnologías de muestreo de imágenes que ayudan a reducir la carga de la tarjeta gráfica y a aumentar el rendimiento.

DLSS y FSR

DLSS es el acrónimo de Deep Learning Super Sampling de Nvidia. Esta tecnología funciona renderizando un videojuego a una resolución más baja y, a continuación, aumenta la escala de esos fotogramas a la resolución elegida, utilizando la inteligencia artificial y los datos temporales de varios fotogramas para ayudar a rellenar los espacios en blanco.

La idea es que el juego se vea lo más nítido posible sin sacrificar el rendimiento. ¿Qué tiene que ver esta tecnología con el trazado de rayos? Bueno, se supone que hace que el trazado de rayos funcione más rápido.

Como el trazado de rayos exige mucho a la GPU, la mayoría de los juegos caen por debajo de los respetables 60 fotogramas por segundo. DLSS ayuda a mejorar el trazado de rayos eliminando parte del estrés de la GPU.

FSR significa FidelityFX Super Resolution y es la solución de escalado de AMD. Al igual que el DLSS de Nvidia, el FSR reduce la resolución del juego y utiliza una técnica de escalado "espacial" para mostrar el juego a la máxima resolución elegida. En otras palabras, tu juego parecerá que se está ejecutando a una resolución más alta de lo que realmente es.

Sin embargo, FSR es un poco diferente a DLSS. Por un lado, funciona en diferentes generaciones de GPU, incluidas las tarjetas GeForce de Nvidia. Además, el código fuente es gratuito para los desarrolladores, lo que es muy bueno.

El aumento de escala espacial de FSR supone un impacto más notable en la calidad visual que DLSS si se pone en sus opciones más rápidas de Rendimiento, pero ambos funcionan muy bien cuando se ajustan a los preajustes de Calidad o Ultra Calidad, especialmente en pantallas de 1440p o 4K repletas de píxeles.

La prueba 

Si quieres ver cómo se ve el trazado de rayos en acción en un juego con trazado de rutas completo, echa un vistazo a la transmisión de arriba. En el vídeo, el equipo de PCWorld USA explora Minecraft con el trazado de rayos activado. Como puedes ver, hay una gran diferencia en la calidad de la imagen.

La superficie del agua es reflectante y parece de cristal, y las cabañas de madera proyectan sombras de aspecto realista en el suelo. Cuando Adam Patrick Murray, director del vídeo de PCWorld, mira al cielo mientras está bajo el agua en el minuto 44:28, casi tienes que entrecerrar los ojos porque el sol de mediodía es muy brillante. Se proyecta directamente en el agua. Esta tecnología es encantadora y envolvente, pero tiene un coste.

El trazado de rayos tiene un gran impacto en el rendimiento, ya que requiere más potencia de procesamiento de tu sistema. La velocidad de fotogramas caerá en picado, lo que es una verdadera lástima. Esto ocurrirá incluso con las GPU más potentes.

Tampoco hay muchos juegos que admitan el trazado de rayos, y los que lo hacen sólo suelen admitir el trazado de rayos para unos pocos efectos -como los reflejos o las sombras- en lugar de ser completamente trazados, como el vídeo de Minecraft de arriba.

Dicho esto, si realmente te importa la estética y tienes la tarjeta gráfica adecuada, deberías probarlo. Los efectos realistas son realmente increíbles cuando se hacen bien.

Artículo original publicado en inglés en nuestra web hermana PCWorld USA.