¿Qué es el ray tracing?

Por Miguel Regueira |

El término "ray tracing" se ha puesto de plena actualidad en el mundo de gaming, y cada vez más videojuegos presumen de esta técnica. Quizá te preguntes qué es el ray tracing exactamente, porque muchas veces a los jugadores se les presenta de una forma simplista.

Ray tracing significa "trazado de rayos", y suele ir asociado a gráficos espectaculares a nivel de iluminación, reflejos en los objetos o explosiones. Es cierto que el ray tracing ofrece muy buenos resultados en esos campos, pero sus posibilidades van más allá.

Aunque la técnica fue desarrollada a nivel teórico en los años 80 y utilizada posteriormente en vídeos generados por ordenador (incluyendo efectos especiales de películas), hasta hace muy poco la potencia de las tarjetas gráficas no permitía aplicarla en los videojuegos.

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Han sido las Nvidia GeForce RTX las primeras en popularizar el ray tracing, que en los próximos años ofrecerá grandes resultados, según vaya apareciendo más hardware compatible a un precio razonable y los desarrolladores de juegos la integren en sus títulos.

Imagen - ¿Qué es el ray tracing?

Ray tracing, un paso más allá del rasterizado

Los videojuegos actuales utilizan la técnica del rasterizado para mostrarse en las pantallas. Se generan modelos 3D en base a millones de triángulos, con texturas en dos dimensiones que les dan cuerpo. Además, en cada vértice se almacenan datos sobre la posición, color, textura y orientación.

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Con esa información se genera una imagen 2D para mostrar en la pantalla, con triángulos y vértices transformándose en píxeles, a los que se asigna un color empleando los datos que tienen asociados. Además, el "shading" aplica cambios sobre el color final considerando la iluminación de la escena.

Esta es una imagen que, de forma simplificada, muestra una escena rasterizada:

Imagen - ¿Qué es el ray tracing?

El ray tracing supera al rasterizado, pues se acerca más a la forma en que funcionan la luz y nuestros ojos en la realidad. La diferencia básica es que la imagen 2D en la pantalla se genera en base a una serie de "rayos" que parten de las fuentes de luz de la escena, rebotan en los objetos y acaban en la cámara o visor.

Imagen - ¿Qué es el ray tracing?

Imagen: Henrik (Wikipedia)

Este sistema permite recrear muy bien los efectos de la luz real: sombras más o menos suaves cuando un objeto es opaco, cambios de color al pasar por superficies semitransparentes (una botella de cristal, el agua...) o reflejos, cuando un objeto espejado muestra otros objetos cercanos.

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Este otro ejemplo muestra la misma escena anterior usando ray tracing, para ilustrar las mejoras a nivel de iluminación que aporta:

Imagen - ¿Qué es el ray tracing?

Mucha potencia para los videojuegos

El ray tracing ofrece una gran calidad visual, sobre todo a la hora de generar reflejos en superficies brillantes. Por ejemplo, el vídeo inferior muestra una serie de detalles en la armadura que serían muy complicados de obtener con el rasterizado actual:

El problema es la gran potencia necesaria para trazar la enorme cantidad de rayos de luz que exige la técnica. Cuando se usa en los efectos especiales de una superproducción de Hollywood se soluciona dedicando un número elevado de ordenadores, que pueden tardar horas o días en crear un único fotograma.

En los videojuegos, eso no resulta viable, su interactividad requiere que cada fotograma se procese en milisegundos para que el jugador disfrute de una experiencia fluida. A día de hoy, sigue sin ser posible generar un juego al completo usando ray tracing, pero sí aplicarlo en aspectos concretos.

Nvidia ha ido firmando acuerdos para que títulos como Battlefield V, Metro Exodus o Shadow of the Tomb Raider utilicen las mejoras basadas en el ray tracing que permiten sus gráficas GeForce RTX. Aún no hay más fabricantes que soporten ray tracing, pero sin duda trabajan en ello.

Por ejemplo, Sony ha adelantado algunos detalles de PlayStation 5, confirmando que utilizará ray tracing, y no solo en el aspecto visual, sino que el sistema de trazado de rayos también servirá para crear un sonido 3D más preciso.

Ahora ya sabes qué es el ray tracing, una técnica que acaba de llegar al mundo del gaming, pero que seguro que cobrará protagonismo durante la próxima generación, con rivales como xCloud o Google Stadia dispuestos a mejorar el aspecto de los juegos.

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