Con el lanzamiento de las RTX 20 NVIDIA llegó el trazado de rayos, más conocido como Ray Tracing, una tecnología que se encuentra en la mayoría de los juegos triple A que han llegado al mercado desde entonces y que permite ofrecer imágenes realistas. Pero mucho antes, ya existía el Path Tracing, otra técnica que, al igual que Ray Tracing, simula el comportamiento de la luz. Ambas cosas hacen más o menos lo mismo, pero de manera diferente, así que, ¿cuál dirías que es mejor?
Aunque básicamente su misión es la misma, ambas no trabajan de la misma forma ni ofrecen la misma calidad gráfica. Si queréis conocer cómo funcionan Ray Tracing y Path Tracing y cuáles son sus diferencias, os invitamos a seguir leyendo.
Qué es ray tracing
Ray tracing es una técnica de rasterización que se encarga de lanzar rayos de luz que siguen un camino establecido desde la cámara hacia la escena para determinar cómo se muestra el contenido. Permite simular la iluminación directa, los reflejos y las refracciones siguiendo los rayos desde la cámara hasta los objetos.
Ray tracing ofrece reflejos y sombras nítidas y es más eficiente en renderizado en tiempo real; sin embargo, no simula bien la luz indirecta como la que rebota sobre paredes y en ocasiones, el resultado es muy artificial.
Qué es path tracing
Por su parte, path tracing es una forma más avanzada de ray tracing que simula la física real de la luz siguiendo múltiples rayos por píxel. Utiliza métodos estadísticos para dispersar la luz a lo largo de una escena para ofrecer una iluminación global. Al generar un mayor número de rayos que se dispersan aleatoriamente, permite ofrecer efectos de iluminación indirecta mucho más precisos y un comportamiento más realista de la luz.
Path tracing se utiliza principalmente en películas, ya que ofrece resultados muy realistas. Además, simula perfectamente efectos como la luz difusa y ambiental. El principal punto negativo es que su procesamiento es muy lento, por lo que no es una buena opción para videojuegos, aunque siempre hay excepciones, ya que es necesario realizar un mayor número de operaciones para ofrecer resultados.
Cuándo es necesario el Path Tracing y cuándo no
El Path Tracing tiene un mayor peso escénico en situaciones donde la iluminación global repercute enormemente sobre la calidad gráfica del juego que tenemos delante. Esto ocurre en escenarios con muchas superficies reflectantes, interiores con iluminación indirecta, neones, cristales o varias fuentes de luz a la vez. En estos casos, la simulación de varios rebotes de rayos de luz crea sombras más naturales, reflejos correctos y una integración mucho más realista entre entornos y objetos. Por ejemplo, en juegos con ambientación nocturna o con fuentes de luz potentes, suelen beneficiarse enormemente. Sin ir más lejos: Cyberpunk 2077.
También tiene mucho sentido en juegos donde el apartado gráfico sea uno de los principales atractivos, y el jugador quiera priorizar la fidelidad visual frente a un rendimiento perfecto. En ordenadores de gama alta, puede aportar un salto gráfico notable incluso dentro de las configuraciones ultraaltas.
Pero no siempre es necesario (ni recomendable) activarlo. En escenarios abiertos con iluminación diurna uniforme, la diferencia visual entre tenerlo activado o no puede ser muy sutil, pero el impacto en los FPS es considerable. Tampoco tiene mucho sentido activarlo en juegos competitivos, donde la fluidez es más importante que cualquier tipo de realismo. De igual manera, las escenas prerenderizadas o con iluminación horneada (baked lighting) se benefician de manera muy limitada. Esto se debe a que el motor ya simula parte de esa iluminación sin coste extra en el tiempo real.
¿Cuál es mejor?
Tanto ray tracing como path tracing son técnicas de renderizado que simulan el comportamiento de luz con los objetos para crear imágenes realistas; sin embargo, tienen importantes diferencias tanto en su enfoque como en la complejidad computacional necesaria.
Al utilizar métodos estadísticos, el tiempo necesario para renderizar el contenido con path tracing es mucho más elevado que con ray tracing ya que genera un mayor número de rayos y necesita de un mayor número de recursos computacionales. Este es uno de los motivos por los que se creó esta última, ya que, aunque su funcionamiento no es tan preciso y fiel a la realidad como path tracing, son necesarias menos operaciones para generar el contenido.
Como hemos comentado más arriba, los efectos de luz que se generan a través de path tracing con mucho más realistas que los obtenidos a través de ray tracing. Al tener un comportamiento más realista, la luz de reparte de forma más uniforme por la escena eliminando las zonas oscuras.
Debido al complejo funcionamiento de path tracing, el número de juegos que ofrecen soporte para este es muy inferior al que podemos encontrar compatibles con ray tracing. Alan Wake 2 y Cyberpunk 2077 son algunos de los títulos triple A que han apostado por implementar soporte para path tracing. Microsoft también ha implementado soporte para path tracing en Minecraft con unos resultados espectaculares.
Aunque ray tracing se ha convertido en la tecnología más utilizada para simular el comportamiento de la luz en los videojuegos debido a que requiere de menos operaciones para llevarlo a cabo, el mejor resultado lo ofrece path racing al ofrecer un resultado más realista de la iluminación global; no trata de emularlo como ray tracing.