El Ray tracing, en pocas palabras, es la simulación de interacciones de luz en tiempo real con objetos virtuales como si estuviera en el mundo real.
Cuando se hace de manera efectiva, mejora la calidad de los detalles de los gráficos renderizados a niveles muy altos, lo que los hace parecer aún más realistas que nunca.
Pero, como muchos ya saben, el concepto de vectores de luz en tiempo real es mucho más que simplemente hacer que las cosas parezcan más bonitas.
Especialmente en los juegos, donde los pros y los contras de esta tecnología hacen que su viabilidad sea un tema de debate constante.
Entremos de lleno en el tema!
¿Cómo Funciona el Ray Tracing?
El ray tracing intenta imitar la interacción de la luz natural con trayectorias determinadas matemáticamente a lo largo de un ojo imaginario y el entorno virtual que «ve».
Cada píxel que aparece en la pantalla es el resultado de un rayo de luz simulado que calcula dónde debe reflejarse desde donde mira el ojo (o cualquier medio de visión).
Como era de esperar, las propiedades cromáticas de las superficies afectadas por este proceso pueden cambiar dinámicamente con sólo cambiar los ángulos de visión o desplazar los objetos. De la misma manera que los objetos del mundo real cambian sus propiedades de sombra o brillo al acercarse o alejarse de una fuente de luz.
¿Por qué es Importante el Ray Tracing?
El ray tracing es importante porque, en teoría, se salta el trabajo manual de la iluminación gráfica preestablecida o basada en el motor, y en su lugar utiliza esos cálculos para conseguir efectos de iluminación dinámicos en tiempo real.
Debido a que los cálculos de rayos de luz se optimizan para la interacción de estos vectores en cada punto de la superficie disponible, también crea reflejos y tonos de color mucho más realistas.
A diferencia de las técnicas tradicionales de iluminación en el diseño gráfico, en las que cada cambio de píxel debe modificarse manualmente. Los efectos de iluminación en activos gráficos normales sólo funcionarían para un número preestablecido de cambios construidos por su diseñador.
Incluso cuando se utilizan motores gráficos modernos, hay un límite máximo en la forma en que el software de renderizado puede «asumir» las interacciones de la luz, dejando lo que deberían ser superficies perfectamente reflectantes en los juegos como fondos de espejo generalizados.
Rasterización vs Ray Tracing
La rasterización es el método de convertir un montón de puntos y curvas en una serie de píxeles con imágenes discernibles (y profundidad, si es 3D) mediante cálculos.
En términos más sencillos, es la forma manual por defecto que tiene el hardware de gráficos de renderizar imágenes en la pantalla. Esto incluye el desplazamiento manual del color de los píxeles cuando se simula la iluminación.
Dado que la rasterización está predeterminada, los cálculos son relativamente sencillos, siempre que la tarjeta gráfica tenga potencia suficiente para procesar todos los números necesarios en el menor tiempo posible.
El ray tracing, aunque en teoría debería tener un aspecto mejor (o más natural), presenta un nivel mucho más alto de desafío de procesamiento de hardware.
En primer lugar, tiene que calcular dinámicamente todos los cambios en las propiedades de color de la superficie mediante rayos de luz simulados. Además, los rayos de luz requieren más potencia de procesamiento, ya que también hay que calcular sus trayectorias.
Además, la tarjeta gráfica debe utilizar una buena parte de la rasterización en las tareas de ray tracing. Al fin y al cabo, todavía tiene que tener en cuenta los objetos del juego, así como la calidad gráfica general del entorno (texturas de materiales, teselado de superficies, etc.).
Incluso con el nivel de adopción actual, el ray tracing sigue reduciendo una cantidad significativa de fotogramas renderizados.
Sin utilizar tecnologías de escalado como DLSS, FSR y XeSS, se necesita un mayor número de núcleos dedicados y un mejor rendimiento de rasterización pura para superar las caídas de la velocidad de fotogramas.
Ray Tracing en GPUs Nvidia
Puede que Nvidia no haya iniciado el concepto, pero la compañía ha encabezado la tendencia del hardware compatible con el ray tracing con la introducción de la línea RTX de GPUs.
RTX (Ray Tracing Texel eXtreme) comenzó con la serie 20 (Turing), evolucionando a partir de la tradicional línea GTX (Giga Texel Shader eXtreme) de tarjetas gráficas, que finalizó con la serie GTX 10 (Pascal).
Los núcleos del ray tracing de primera generación de la serie 20 apenas impresionaban. Pero al menos con DLSS, Nvidia pudo demostrar el futuro prometedor de los entornos con ray tracing completamente detallados sin hacer que el juego fuera completamente imposible de jugar.
Para cuando llegó la serie RTX 40 (Lovelace), la tecnología de hardware de ray tracing había mejorado lo suficiente como para que los juegos a 1080p estuvieran efectivamente «conquistados» por la tecnología de Nvidia. E incluso a 1440p, el último hardware aún puede proporcionar buenas funciones de ray tracing con configuraciones gráficas altas sin depender demasiado de DLSS.
Ray Tracing en GPUs AMD
AMD empezó bastante tarde en el juego del ray tracing, ya que el enfoque de la compañía en la arquitectura RDNA 2 se centró más en la eficiencia de la rasterización que en proporcionar nuevas características tecnológicas.
Pero al menos cuando llegó la serie RX 6000, Team Red pudo ofrecer un nivel básico de rendimiento de ray tracing que aún se puede disfrutar medianamente a velocidades de fotogramas suficientemente buenas. Eso si tienes los modelos de gama alta.
Por ello, se recomienda a los usuarios de Radeon RX 6700 XT que no utilicen las opciones de ray tracing.
Sin embargo, pueden ofrecer el máximo nivel de detalle con los ajustes gráficos estándar al máximo para los títulos triple A modernos. Pero con los limitados núcleos de ray tracing de estas tarjetas gráficas de gama baja, las frecuencias de cuadro sufren un impacto mucho mayor, a veces incluso con el uso de FSR 2.0.
Ray Tracing en GPUs Intel
Intel sorprendió al mundo con su primera incursión en el mercado de las GPUs con la serie Intel Arc y la primera arquitectura Alchemist.
A pesar de carecer de ofertas de primer nivel, Team Blue se esforzó al menos por ofrecer paridad de características proporcionando un impresionante rendimiento basado en cálculo. Las GPU también ofrecían otras prestaciones como XeSS y codificación AV1 nativa (basada en hardware).
Lo más impresionante es que las capacidades del ray tracing de las Intel Arc A770 y Arc A750 superan con creces lo que pueden ofrecer las tarjetas RTX equivalentes.
La condición, por supuesto, es que el juego en cuestión funcione bien con las GPU Intel. De lo contrario, el juego compatible con ray tracing no se ejecutará en absoluto o tendrá un rendimiento ligeramente inferior al de la Geforce RTX 3060.
Si estás jugando a un juego compatible con DX12 de forma nativa, activar el ray tracing es sin duda una delicia para ambas tarjetas gráficas Intel. Disfruta de mejores tasas de refresco que sus competidores sin depender de FSR y XeSS!
¿Debería Activar Ray Tracing?
Si tienes una GPU de gama considerablemente alta o media-alta con funciones dedicadas al ray tracing, lo más probable es que puedas activar el ray tracing y seguir disfrutando de tasas de refresco aceptables. Sin embargo, hay algunas advertencias:
- Los ajustes gráficos básicos tienen mayor prioridad. Antes de activar el ray tracing, pon al máximo el resto de ajustes gráficos. El ray tracing mejora la experiencia de los gráficos rasterizados normales. No sería tan asombroso o sorprendente si se sacrificaran otros ajustes de calidad gráfica por él.
- Recuerda que la implementación del ray tracing varía mucho según el juego. Por ejemplo, Cyberpunk 2077 sufre un impacto mucho mayor en la velocidad de fotogramas cuando se activa el ray tracing que otros juegos como Call of Duty: Warzone o Doom Eternal. Algunos juegos incluso requieren que el ray tracing esté activado todo el tiempo, como Metro Exodus: Enhanced Edition.
- No actives el ray tracing si no puedes obtener tasas de refresco respetables con unos ajustes gráficos razonables. La Radeon RX 6400 puede soportar teóricamente el ray tracing con su hardware dedicado, pero está muy lejos de poder jugar a cualquier juego compatible con ray tracing a unos FPS utilizables con él.
- Si el juego exige acción en tiempo real de alto nivel, el ray tracing puede no ser tan beneficioso. Ray tracing es más práctico para juegos en los que puedes apreciar los efectos visuales sin ocuparte demasiado del entorno. Algo como No Man’s Sky, o incluso un juego de ritmo más lento como Resident Evil: Village.