Los fotones del Sol llevan milenios abriéndose camino por el interior de nuestra estrella, rebotando hasta escapar por la corona. Ocho minutos después alcanzan la atmósfera terrestre y chocan contra todos los objetos de superficie, calentándolos. En el proceso pierden energía, y la que queda impacta contra la retina del observador dando lugar al concepto de color. ¿Imaginas que los videojuegos alcanzasen ese nivel de realismo? Pues eso intenta el ray tracing, o trazado de rayos.
¿Qué es la tecnología Ray Tracing?
Saltas y ruedas por el suelo. Las balas silban a tu alrededor y enemigos NPC potenciados mediante algoritmos avanzados parecen seguir todos tus movimientos. ¿Te suena? Podríamos estar hablando de cualquier primera persona de acción, y mientras huyes de los malos tú te fijas en lo bonito del entorno y los colores. Que levante la mano quien no se queda embobado con algunos paisajes virtuales siguiendo la luz.
“Da gusto cuando la inteligencia artificial hace su trabajo”, piensas escuchando el sonido de tus propios pasos húmedos sobre el asfalto encharcado. Es un detalle que los desarrolladores añadan factores de realismo tales como el sonido envolvente o la luz realista. Delante de ti, un puente destrozado deja claro que tendrás que saltar y, aunque esperas conseguirlo, sería una decepción desafiar las leyes físicas para ello. Lo que buscas es fidelidad. Saltas sobre la luz.
Al igual que las físicas del juego aportan realismo, el Ray Tracing es la tecnología encargada de representar con fidelidad los rayos de luz del entorno. No solo la radiación directa del Sol. También la irradiancia atmosférica o el albedo que componen la iluminación global; los reflejos, la radiación de los objetos, las sombras, las refracciones y todos aquellos parámetros que en la vida real se expresan mediante fotones de luz.
Simular rayos de luz, una tecnología “costosa”
Simular un ambiente lo suficientemente realista puede parecer sencillo, y lo cierto es que puede serlo a nivel de programación y matemático. Coloca un emisor radial allí, define una superficie IG allá, marca un espejo con corrección de formas, antialiasing y oclusión ambiental por aquí, y un par de retoques técnicos más a los que los diseñadores estamos acostumbrados.
El problema serio aparece durante el renderizado, al requerir una enorme potencia de cálculo solo disponible para tarjetas gráficas avanzadas como las que encontramos en la serie RTX 20X0 Super ROG Strix de ASUS, que incorporan su propio sistema de ventilación activa.
Imagina calcular la trayectoria de todos y cada uno de los fotones de una escena, incluidos aquellos que rebotan en varias superficies reflectantes antes de llegar a los ojos del jugador. El ultrarrealismo tiene un coste en potencia de cálculo, y eso que el juego solo necesita renderizar el cono visible para el jugador. El resto de la realidad simulada del juego ni siquiera aparece en forma de wireframe, síntesis prerrender de una escena.
En nuestro juego imaginario, hemos alcanzado el otro lado del puente, donde nos atrincheramos. Desde allí las olas del agua distorsionan los colores del reflejo del puente y la atmósfera, y varios vehículos reflejan lo que queda de la carretera. Incluso pisamos algunos fragmentos de cristal en los que aparecemos reflejados si nos colocamos en vertical sobre ellos. ¿Por qué recurrimos a esta evocación? Porque todos los triple A serán así.
Retrocompatibilidad: el Ray Tracing llega a los clásicos
A día de hoy la tecnología Ray Tracing es usada de forma activa en algunos triple A y AAA+ (SaaS), esos juegos de gran coste económico durante su desarrollo que dependen de un enorme volumen de ventas para recuperar el capital. En palabras de Morgan McGuire, de NVIDIA, hacia 2023 todos los juegos usarán GPU para el trazado de rayos con objeto de mejorar la iluminación. Consolas como la PS5 ya lo han esbozado y están preparadas para ello.
Y lo curioso es que el Ray Tracing está viajando hacia atrás en el tiempo y tocando con su magia clásicos que no contaban en principio con una tecnología de captura de fotones. Este mismo año conocíamos que NVIDIA había creado Lightspeed Studios para remasterizar piezas clásicas como ‘Quake II’ (RTX Edition) e incluso ‘Minecraft’. Sí, ese juego que triunfó con su visual primaria pixelada.
Algunos tendremos la suerte de poder actualizar nuestra “vieja” GTX con el controlador que NVIDIA ha estado preparando haciendo posible cierto grado de retrocompatibilidad y dando un salto de gigante en el mundo del videojuego y la mejora continua. ¿Jugar a un ‘Quake II’ remasterizado haciendo uso de una GTX Pascal de 2015? ¡Sí, por favor!
Al igual que ya ocurriese en el mundo del cine, el remasterizado de videojuegos no solo hará las delicias de los que somos capaces de emocionarnos con sus mecánicas. Supone un punto de inflexión en la conservación del código fuente de los juegos, piezas de museo que hasta ahora estaban muy poco valoradas y que cobrarán fuerza en el futuro.
Sin gráficas no iremos a ningún lado
Si los nuevos triple A están a unos años de necesitar tarjetas gráficas como las RTX 2060/2070/2080 Super ROG Strix mencionadas arriba, de Asus, y los juegos clásicos están actualizando su software para hacerlo compatible con este aumento en la inmersión, parece lógico que pronto tendremos que tomar una decisión: ¿qué tarjeta gráfica RTX necesito?
Jensen Huang, CEO de NVIDIA, comentó en agosto de 2019 que “comprar una gráfica sin Ray Tracing es una locura” al prever este escenario futuro. En el mismo comentario, hizo alusión a la gama Super. A fecha actual, estas tarjetas no cuentan con ningún competidor a la altura para PC, por lo que tenemos la suerte de que la elección se simplifica notablemente.
Uno de los puntos importantes a analizar es la compatibilidad con nuestro PC actual, el consumo energético o el modo en que disipa calor. Lo óptimo será contar con un ordenador cuya caja disponga de un adecuado sistema de ranuras, así como de una ubicación que facilite la ventilación.
Más allá de eso, el rey está bastante claro: la tarjeta ROG Strix GeForce® RTX 2080 OC. Con 8 GB GDDR6 y compatibilidad 4K, destaca por sus 2.944 núcleos CUDA, una medida del número de procesos en paralelo tan importantes en el Ray Tracing. Si buscamos orientar nuestra estación de juego a las nuevas incorporaciones con 7680p de horizontal, será una buena opción.
¿Es un render en tiempo real o un vídeo real?
Todo parece indicar que dentro de unos años seremos incapaces de determinar si un escenario ha sido construido mediante técnicas de VFX que hagan uso de Ray Tracing o si, por el contrario, se ha incluido metraje real capturado por una cámara, algo bastante frecuente en composición ambiental. ¿Son reales aquellos árboles? ¿Y las plantas? ¿Y la alfombra? Es una imagen 100% renderizada.
A medida que las tarjetas gráficas con Ray Tracing llegan al mercado, los diseñadores se arriesgan (dentro y fuera de los triple A) al incluir elementos extra que se han de renderizar. Si hace un par de años era frecuente contar con sombras duras, ahora las dispersas multifoco son la regla y, en poco tiempo, estaremos calculando en nuestros PC la suma de las sombras ambientales. Bienvenidas sean.
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