Desde la llegada de la tecnología de trazado de rayos en tiempo real acelerada por hardware (conocida por todos como Ray Tracing), la iluminación en las escenas de los juegos ha cobrado una especial importancia, ya que los desarrolladores tienen ahora la posibilidad de generar mejores reflejos, sombras y efectos de iluminación sin que esto suponga una penalización en el rendimiento. A tenor de esto, NVIDIA ha creado las tecnologías RTXDI (Direct Illumination) y RTXGI (Global Illumination), y en el día de hoy os vamos a presentar un acercamiento a ambas para que podáis conocer cómo funcionan, qué implican y cómo van a cambiar los juegos modernos.
Obviamente y como su nombre (RTX) sugiere, estas dos tecnologías tienen mucho que ver con las nuevas arquitecturas gráficas de NVIDIA y, por supuesto, solo son compatibles con tarjetas gráficas GeForce RTX de la marca, que son las que incorporan hardware dedicado para el trazado de rayos. También como su nombre sugiere, ambas tecnologías tienen que ver con la iluminación de las escenas que vemos en los juegos, y tienen como objetivo el crear entornos mucho más realistas en cuanto a iluminación se refiere.
¿Por qué son necesarias tecnologías específicas para la iluminación?
Realmente, no es que sean «necesarias» como tal, pero sí que cumplen con el objetivo primordial de los desarrolladores de juegos: mejorar la calidad visual de sus creaciones. La iluminación en los juegos siempre ha sido un aspecto muy importante, ya que gracias a esta se pueden crear entornos mucho más realistas en los que, por ejemplo, la luz del sol no es tan solo una fuente de luz en el cielo, sino que es capaz de crear un entorno de luces, sombras y reflejos que varía en tiempo real ya no solo dependiendo de la ubicación del astro rey en la escena, sino también de los movimientos del personaje (por ejemplo, en la sombra del propio personaje).
Hasta ahora, los desarrolladores de videojuegos no habían puesto demasiado énfasis en este aspecto visual, pero con la llegada del hardware dedicado para el trazado de rayos han encontrado la excusa perfecta para poder implementarlo sin que esto tenga un impacto demasiado grande en el rendimiento de los juegos; al fin y al cabo, por mucho que tu juego sea un portento gráfico, si los usuarios no van a poder disfrutarlo con un rendimiento decente no tiene sentido gastar recursos en ello, ¿no?
La llegada del Ray Tracing ha traído bajo el brazo la implementación de lo que podríamos considerar como sub-tecnologías, entre las que encontramos RTXGI y RTXDI que son de las que os vamos a hablar a continuación, ambas basadas obviamente en el trazado de rayos y que están bastante hermanadas pero cada una con una finalidad diferente. Vamos a verlo.
RTXDI y RTXGI, dos tecnologías distintas que van de la mano
Comencemos con la tecnología RTX Global Illumination (RTXGI), que como su nombre indica tiene que ver con la iluminación global de las escenas. NVIDIA la define como «Aprovechando el poder del trazado de rayos, RTX Global Illumination proporciona soluciones escalables para calcular la iluminación indirecta y sus múltiples rebotes sin latencias de procesado, fugas de luz o altos costes de rendimiento por fotograma».
Esto quiere decir que RTXGI le proporciona a los desarrolladores un conjunto de herramientas (SDK) mediante el que pueden programar de manera sencilla cómo la luz indirecta incide en los objetos, cómo rebota (incluso con múltiples rebotes, algo que sucede en superficies reflectantes como el agua o los espejos) y cómo son las sombras que estos rebotes de luz generan.
Todo esto, según NVIDIA, se puede realizar sin incrementar la latencia de los fotogramas (lo que llaman «tiempo de horneado») y sin que tenga un impacto en el rendimiento del juego, gracias como hemos comentado antes a ese hardware dedicado para el trazado de rayos que incorporan las gráficas RTX de la marca. Según la marca, RTXGI es (al igual que RTXDI) compatible con todas las GPUs habilitadas para DXR (DirectX Ray Tracing), y dicen que es el punto de partida ideal para llevar los beneficios del trazado de rayos a los títulos de cualquier desarrollador.
Que NVIDIA asegure que esta tecnología no tiene un impacto en el rendimiento no significa que cuanto más potente sea la GPU, mejor será el resultado. Como se puede ver en la gráfica de arriba, cortesía de la propia NVIDIA, una RTX 3080 es capaz de generar muchísimas más iteraciones por milisegundo que una RTX 2080 Ti, y ésta a su vez muchas más que una RTX 2080 SUPER. Como podéis apreciar, la capacidad de una GTX 1080 Ti que no tiene hardware dedicado para ello se queda muy pero que muy atrás.
Por su parte, la tecnología NVIDIA RTXDI (RTX Direct Illumination) es una especie de contrapartida de la anterior pero que, en lugar de tener que ver con la luz indirecta, tiene más que ver con la luz directa tal y como su nombre sugiere. Según NVIDIA, «Imagina agregar millones de luces dinámicas a los entornos de juego sin tener que preocuparte del impacto en el rendimiento o las limitaciones de recursos. RTXDI lo hace posible, y en tiempo real».
Gracias a esta tecnología, la geometría de cualquier forma ahora puede ser capaz de emitir luz y proyectar sombras de manera apropiada: desde LED diminutos hasta vallas publicitarias de neón, e incluso enormes bolas de fuego, ahora generarán efectos de luz adecuados en términos de tamaño, intensidad, rebotes, formas y sombras y además a tiempo real y, de nuevo, sin un impacto directo en el rendimiento de la escena.
Según NVIDIA, sin la tecnología RTX incluso las GPU más potentes del mercado solo son capaces de crear trazado de rayos y sus sombras para un número limitado de fuentes: normalmente, de 2 a 16 de las luces más importantes en títulos AAA o hasta 100 luces en juegos como Quake RTX o Minecraft RTX. Gracias a la tecnología NVIDIA RTXDI, estaríamos hablando ya no solo de poder generar millones de puntos de luz, cada uno con sus reflejos, intensidad, sombras y demás, sino que también estas luces pueden ser dinámicas, estar en movimiento y además tendrán una geometría adecuada, todo ello sin que suponga un impacto para el rendimiento.
Como podéis ver, tanto RTXDI como RTXGI son tecnologías que ayudan a mejorar los efectos de iluminación para hacerlos más realistas, tanto en forma, tamaño como en las sombras y reflejos que generan, aumentando el número de éstas que se pueden integrar en las escenas y todo ello sin que suponga un impacto para el rendimiento. Desde luego, todo son ventajas.