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Primeras impresiones de PS5: ¿es una nueva generación respetable?
En la GDC 2018 (Conferencia de desarrolladores de juegos), NVIDIA finalmente anunció RTX. La tecnología para el trazado de rayos en los videojuegos ofrece a los desarrolladores un renderizado cinematográfico en tiempo real. Y fue divertido observar cómo todos los perfiles sociales de los más famosos motor de juegos los no propietarios fueron inundados con publicaciones sobre trazado de rayos, lo que garantiza un soporte inmediato. Desde este punto de vista, cualquier desarrollador mínimamente acostumbrado a utilizar un motor de renderizado en tiempo real, seguramente habrá experimentado un poco de burla, dados los mil problemas mucho más prácticos que han plagado tales plataformas desde tiempos inmemoriales. Pero todo esto era inevitable dado el despliegue publicitario que esta tecnología tiene desde hace algún tiempo y sigue teniendo en la actualidad. En la web, los vídeos de Minecraft o Battlefield con trazado de rayos activo son muy buscados, y en las últimas semanas este tema ha vuelto a cobrar protagonismo con la confirmación de su soporte desde PS5.
El trazado de rayos parece estar ahí tecnología del momento, la aguja de las escalas en la elección de la tarjeta de video para comprar. Una innovación increíble que todos estábamos esperando. Seguro que lo es, pero ¿y si te dijera eso? sus raíces se remontan a la década de 80? ¿Que los sistemas de renderizado fuera de línea, como el Renderman de Pixar y los propios motores del juego en parte, han estado apoyando esta tecnología desde hace algún tiempo? Empecemos por lo básico ...
Luz hoy en día
Tomemos, por ejemplo, Unity, una de las plataformas de desarrollo de juegos no propietarias más extendidas del mundo. Este entorno permite a los desarrolladores gestionar la iluminación ambiental a través de dos técnicas principales, a saber iluminación en tiempo real e mapas de luz horneados. El primero gestiona eliluminación directa en tiempo real, es decir, el comportamiento del material y la sombra de un objeto 3D golpeado directamente por una fuente de luz. Esta fuente puede ser:
- Punto de luz: un punto luminoso que ilumina el entorno por igual en todas las direcciones, disminuyendo en intensidad a medida que se aleja del centro. El comportamiento clásico de una bombilla;
- Foco: mismo principio de luz puntual sólo forzada a un cono luminoso. Piense en un faro teatral;
- Luz direccional: luz que simula el comportamiento del Sol, una fuente de luz muy lejana que ilumina todo el entorno;
- Área de luz: área rectangular que emana luz solo por un lado y que se extiende gradualmente disminuyendo en todas las direcciones. Simular el comportamiento de una ventana;
- Materiales emisores: literalmente un material que emite luz. Permite que cualquier superficie 3D se convierta en una fuente de luz;
- Luz ambiental: luz de fondo de toda la escena. No proviene de una fuente específica, sino que "flota" en el entorno. Por lo general, se utilizan fotos particulares de 360 ° de un entorno, llamadas HDRI, que contienen información brillante.
Estas no son minucias del desarrollador ...
Cada una de estas luces presentes en la escena, si se gestiona solo a través de iluminación en tiempo real, proporciona a los objetos y materiales solo información directa, como intensidad, color, radio, inclinación, etc. Directo significa que no se tiene en cuenta el comportamiento físico de la luz, es decir, el hecho de que los fotones reboten entre una superficie y otra, cambiando así de dirección, color e intensidad cada vez. ¿Y eso qué quiere decir? Significa que si se coloca un vaso sobre una mesa de color rojo, el vidrio también tomará un ligero tono rojo, a pesar de que el material es vidrio transparente. Sin esta información, que suena a minucias pero en realidad no lo es, nunca podrías tener una representación fotorrealista. El problema es que calcular el comportamiento físico real de la luz en tiempo real es (era) imposible, ya que requiere (va) demasiada potencia de cálculo. ¿Cómo hacerlo entonces? Usando los mapas de luz horneados.
A través del procedimiento de cocción, es posible calcular el comportamiento físico real de la luz, indicando qué luces y objetos involucrar. Evidentemente este procedimiento no se realiza en tiempo real, pero está precalculado. Al igual que con la renderización fuera de línea (reproducción cinematográfica, por así decirlo), la operación de horneado requiere a veces, durante el cual el desarrollador de turno puede jugar QuakeJS online de forma segura, sin que su jefe pueda decirle nada. Una vez que se completa el procedimiento, algunos mapas de luz, que contiene reflejos, sombras y sombras, que se renderizarán en tiempo real sobre las texturas de los distintos objetos. Esto le permite aumentar en gran medida la calidad y el fotorrealismo de toda la escena.
Una mera cuestión de poder
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Pero si el procedimiento de horneado ya calcula de antemano el comportamiento exacto de la luz, ¿para qué diablos es el trazado de rayos? Como se mencionó anteriormente, el algoritmo para calcular la trayectoria de la luz, siguiendo sus rayos a través de la interacción con las superficies, ha estado durante mucho tiempo en manos de los desarrolladores. Desde hace años, las producciones cinematográficas lo utilizan ampliamente y los videojuegos no son una excepción. Casi. Sí, porque lamentablemente el procedimiento de horneado solo funciona para objetos estáticos, es decir, para el entorno desprovisto de animación. Por ejemplo, si nuestro personaje camina sobre un charco, no reflejará naturalmente nuestra apariencia (a menos que haya algún truco de programador).
Esto se debe a que nuestro personaje no es estático y no se puede incluir en el horneado. Y ahí es donde entra el trazado de rayos en tiempo real. Algoritmos de trazado de rayos en videojuegos, optimizado para trabajar en tiempo real, calculan cuadro tras cuadro la reflexión, la refracción e l'ombra que los rayos de luz generan cuando inciden en un objeto, siguiendo todo su recorrido, tanto estático como en movimiento. Esto para todas las luces y todos los objetos en el escenario, sesenta veces por segundo. Entonces fue solo uno cuestión de tiempo. Es hora de permitir que los fabricantes de tarjetas de video creen arquitecturas lo suficientemente poderoso, capaz de procesar esa enorme cantidad de cálculos, obviamente con la ayuda de controladores y algoritmos especialmente optimizados para tiempo real. Como sucedió con la realidad virtual.
Los algoritmos de trazado de rayos calculan la reflexión, la refracción y la sombra que los rayos de luz generan cuando golpean un objeto, tanto estático como en movimiento
El elemento que une todo
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Con el advenimiento del trazado de rayos en tiempo real en los videojuegos, la luz finalmente está recibiendo la consideración que merece. Siempre hemos estado atentos a la calidad de modelos y textura, de animazioni y sistemas de partículas, pero es la luz la que une todo para darle al ambiente la atmósfera deseada. Es la luz la que hace que los materiales y las texturas brillen u opaquen; es la luz que, insinuándose en los pequeños pliegues y cavidades, realza la definición de los modelos. Puede que nunca lo hayamos notado, pero siempre ha estado ahí. emocionarse, convirtiéndose en ocasiones en protagonista indiscutible. Piense en Inside, por ejemplo. Durante el juego, un ojo atento notará inmediatamente que la calidad de los modelos y texturas es muy buena, pero nada que ver con una producción AAA. Muchos de los materiales no tienen textura y los modelos del entorno son bastante cuadrados.
La luz tiene un poder emocional increíble ...
Sin embargo, gráficamente es un excelente juego, que logra emocionarnos como pocos. Esto se debe a que solo la iluminación mejora todos los componentes gráficos, creando paisajes de fuerte impacto emocional. Como el lúgubre crepúsculo del bosque en el que la gente silenciosa nos esconde, desgarrada solo por los faros luminosos del jeep de nuestros perseguidores. Las largas sombras de los esclavos andantes que, al ritmo de la marcha, se interponen rígidamente entre un edificio y otro. La luz blanca sombreada que desde arriba nos invita a alcanzarla, a salir del oscuro charco de agua en el que nos hemos sumergido tan profundamente. El interior es un gran ejemplo de cómo la luz siempre ha tenido un increíble poder emocional, sin tener que preocuparse necesariamente por los complejos algoritmos de simulación y los poderes informáticos a nivel de Titán. Ahora, con la llegada del trazado de rayos a los videojuegos, ya no conocerá fronteras. Más conscientes de su importancia, preparémonos para un brillante renacimiento de los videojuegos.
