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¿Qué es el ray tracing (trazado de rayos)?

Ray tracing

Nacido en la pintura hace cinco siglos, por fin a llegado a nuestros equipos informáticos para hacer las delicias de los gamers.

El trazado de rayos es una técnica que permite iluminar de forma muy realista una representación 3D. El ray tracing simula la forma en que la luz se refleja en las superficies que aparecen en esta.

Qué es el trazado de rayos

Además de una técnica, el ray tracing es también un algoritmo que, implementado en algunas tarjetas gráficas, calcula con precisión hacia dónde va la luz de una escena en tres dimensiones (videojuegos, películas, etc.), logrando con ello un grado de realismo muy alto. Videojuegos y programas de diseño se benefician enormemente de esta característica.

En 2018, las tarjetas gráficas Nvidia GeForce RTX20 incorporaron ya esta funcionalidad, trayendo así esta tecnología a la informática de consumo. La tecnología que permite realizar estos trazados de rayos resulta muy exigente en lo que a hardware se refiere. Por esta razón no se ha podido implementar antes.

Para qué sirve el ray tracing

Como ya hemos mencionado, sirve para dotar de un mayor realismo a todo tipo de modelados en 3D al representar de una forma tremendamente realista los efectos de la luz sobre la escena.

Imagina un videojuego que utilice esta tecnología: los efectos lumínicos producidos por la atmósfera, los reflejos del agua, el brillo de diversos objetos metálicos… Imagina que manejas un personaje y lo acercas a un espejo, donde no solo verás su reflejo, sino que podrás ver los efectos de luz que se producirán en función de tu posición subjetiva dentro de la escena, así como la de cualquier fuente de luz existente.

También se puede evidenciar la iluminación difusa de los objetos y los cambios en el tamaño y la forma de las sombras que estos proyectan.

Las tarjetas gráficas Nvidia lo han implementado, lo que contribuye a que todo lo que suceda en el juego pueda mostrar una iluminación natural, semejante a la que se produce en el mundo real. Antes, los videojuegos dependían únicamente de la iluminación estática. Sin embargo, en la actualidad, aquellos juegos que incorporan esta característica, marcan una gran diferencia visual.

Cómo funciona el ray tracing

El ray tracing calcula la trayectoria que recorre la luz en un espacio tridimensional y simula sus efectos en aquellos planos en los que incide.

Funciona gracias a un potente hardware, como el que proporcionan algunas de las tarjeta aceleradoras de la marca Nvidia, capaz de realizar dichos cálculos en tiempo real, tarea que no resulta nada sencilla.

Estos cálculos en tiempo real son necesarios cuando se trata de una representación animada, como la de un videojuego por ejemplo, en la que las imágenes 2D se van generando en base a una escena virtual tridimensional, sobre la cuál se va realizando el trazado de rayos correspondiente a cada frame dibujado.

Avances tecnológicos en el trazado de rayos

Si bien el concepto de ray tracing nació en el siglo XVI, de la mano del pintor renacentista Alberto Durero, no ha sido hasta hace poco cuando esta técnica ha podido ser aplicada a una tecnología informática capaz de realizar los cálculos necesarios en tiempo real como para aplicarlo en representaciones en movimiento.

Esto supone un gran salto que nos acerca cada vez más al ansiado momento en el que resulte imposible, o casi imposible, diferenciar la realidad de una escena generada de forma artificial.

Se podría decir que esta tecnología aún está en pañales y que apenas estamos comenzando a descubrir el verdadero potencial del ray tracing, pero sin duda nos esperan grandes mejoras en las próximas décadas. Mientras tanto, disfrutemos de los avances logrados en el presente, que ya son asombrosos.