Aficionado a la tecnología y los videojuegos desde que cogí un mando de SNES y aluciné con Super Mario World.
Experto en ordenadores y gaming
Qué es el Path Tracing
Después de haber abordado el origen y las principales diferencias con otras técnicas similares, toca profundizar en qué es el path tracing. Esta tecnología, aún en desarrollo, lleva a un nuevo nivel lo implementado en el ray tracing, y tuvo como inspiración el calor y cómo este se puede extender por todo el entorno.
El path tracing es un análisis más exacto del entorno que permite ofrecer una mejora en tiempo real en entornos 3D interactivos y fotorrealistas. Por ello, su implementación da la posibilidad de gozar de mejores luces, sombras, reflejos y refracciones dinámicas, un aspecto que permite dotar de grandes efectos a películas, series, videojuegos y distintos productos de animación.
Como señala la propia NVIDIA, se trata de una tecnología aún en desarrollo. Por ello, la firma norteamericana señala que sus investigadores siguen trabajando en pulir sus posibilidades, un aspecto al que unen distintas técnicas para mejorar la eficiencia del path tracing frente a opciones como la rasterización o el ray tracing.
De la misma forma que sucedió con la rasterización y el ray tracing, el path tracing ha evolucionado con los medios visuales. En la última década y media, multitud de productos han apostado por su inclusión, pero lo cierto es que solo unos pocos privilegiados le han podido sacar partido, ya que se trata de una técnica muy exigente que requiere mucha dedicación.
Origen del Path Tracing
En una entrada del blog oficial de NVIDIA, la firma norteamericana explica qué es el path tracing de una forma muy curiosa: trasladándose a los orígenes de esta idea en el siglo XVI. Aunque parezca increíble, la idea de una técnica aún más ambiciosa que el ray tracing surgió de la mente de Albrecht Dürer, un matemático que utilizó hilos y pesos para replicar una imagen 3D en una superficie 2D durante el renacimiento.
Con esta idea como punto de partida, la propia NVIDIA afirma que las primeras alusiones al path tracing datan de 1525. Así, aseguran que esta técnica es capaz de iluminar el mundo que vemos a nuestro alrededor, rastreando los rayos de luz del mismo para comprobar cómo interactuaría cada uno de estos con los objetos de nuestro entorno.
Sin embargo, aunque NVIDIA feche su origen en 1525, una aproximación más exacta sería afirmar que los primeros vestigios de path tracing llegaron de la mano de Jim Kajiya, miembro de CalTech y autor de “La ecuación de renderización”. En esta, Kajiya conecta gráficos por computación con la física mediante el ray tracing y, a su vez, presenta el algoritmo de path tracing.
Así, gracias al estudio de Kajiya, estudios de animación, películas y videojuegos pudieron aprovechar las bondades del ray tracing para, posteriormente, hacer lo propio con el path tracing. Sin embargo, antes de ahondar en qué es el path tracing, es importante diferenciar este de la rasterización y, al mismo tiempo, del ya mencionado ray tracing.
Qué es el Ray Tracing
El ray tracing es una técnica más poderosa que la rasterización y, en la actualidad, es un paso intermedio entre esta y el path tracing. En lugar de estar limitado a un punto, el ray tracing puede determinar qué es visible desde muchos puntos y muchas direcciones diferentes. Así, con la arquitectura NVIDIA Turing (RTX 2000) como punto de partida, esta técnica ha ido evolucionando y perfeccionando sus virtudes con el paso del tiempo.
En la actualidad, una sola GPU es capaz de rastrear miles de millones de rayos por segundo. Rastrear estos rayos hace posible simular cómo se dispersa la luz en el mundo real, una opción aún más precisa con el ray tracing que con la rasterización. Y, de la misma forma que sucede con esta última, el ray tracing ha servido como base para la ambiciosa visión del path tracing.
Si quieres conocer más detalles sobre el ray tracing, también puedes consultar qué tarjeta gráfica necesitas para jugar con ray tracing y cómo está influyendo el ray tracing en móviles gaming, una opción cada vez más expandida y presente en dispositivos como el iPhone 15.
Qué es la rasterización
Esta técnica podría definirse como la base tanto del ray tracing como del path tracing. Según la propia NVIDIA, la rasterización produce una imagen que se ve desde un solo punto de vista. Y, gracias a las posibilidades de las gráficas de NVIDIA, en la actualidad estas tarjetas pueden generar más de 100.000 millones de píxeles rasterizados por segundo.
Por ello, la firma norteamericana asegura que es una técnica ideal para gráficos en tiempo real. Sin embargo, la evolución de la computación y la ambición de los desarrolladores llevó a las compañías involucradas a ir un paso más allá de la rasterización. Y, como consecuencia directa de esto, nació lo que hoy conocemos como ray tracing.
Los principales problemas del path tracing
En lo referente a películas, por ejemplo, los estudios que deseen utilizar las bondades del path tracing se enfrentan a un problema mayúsculo: necesitan ordenadores potentes y mucha paciencia. En 2006, Monster House se convirtió en la primera película capaz de mostrar una animación que exprime las virtudes de esta técnica. Y, desde entonces, los tiempos de desarrollo apenas han disminuido.
Así, aquellas compañías que deseen aprovechar las bondades del path tracing necesitan “granjas de renderización”, un conjunto de máquinas de servidores en continuo funcionamiento en los que se ejecutan imágenes de manera constante. De hecho, renderizar una sola imagen aún necesita varias horas, y esto es un escollo importante para algunas desarrolladoras que prefieren optar por otros métodos.
En lo referente a los videojuegos, el path tracing ha sido una idea imposible de imaginar durante muchos años por un obstáculo muy importante: lograr rendimiento en tiempo real. Gracias a las mejoras de las tarjetas gráficas, su inclusión en el medio comenzó a ser posible, y en la actualidad los desarrolladores pueden rasterizar el rayo principal y, después, rastrear la iluminación de la escena.
No obstante, los videojuegos son el proyecto de computación visual más desafiante que existe. Como señala la propia NVIDIA, aspectos como una alta calidad visual y la velocidad para interactuar con las acciones que realizan los jugadores son cruciales. Y, por ello, solo unos pocos privilegiados aprovechan en la actualidad las bondades del path tracing.
De ahí que NVIDIA haya tomado las riendas del diseño de chips, y haya encargado a TSMC su chip IA basado en un proceso de 3 nm. Necesitan el máximo rendimiento posible, sin exceder una superficie en el área del chip.
Videojuegos que utilizan path tracing
Aunque sea una tecnología que cuenta con varios años a sus espaldas, no existen muchas propuestas que saquen partido a las virtudes del path tracing. Como máximo exponente tenemos a Cyberpunk 2077, el título de CD Projekt RED que incluyó esta opción con la actualización Overdrive Mode. A su vez, también está disponible en Quake II, un clásico que la propia NVIDIA rescató para presentar las bondades de esta técnica.
Así, aunque el path tracing sea una técnica muy ambiciosa a la que muchos les gustaría sacar partido, en la actualidad solo unos pocos privilegiados pueden exprimir. Sin embargo, la evolución de la potencia de las tarjetas gráficas y la introducción de elementos como NVIDIA DLSS propiciará que, para fortuna de los gamers, cada vez será más común gozar de las bondades del path tracing.
De hecho, es importante destacar en esta explicación de qué es el path tracing que esta técnica es exclusiva de las series RTX 3000 y RTX 4000 de NVIDIA. Si quieres conocer más sobre las ventajas que ofrecen estas GPU, puedes hacerlo en nuestro artículo dedicado a GeForce RTX. Además, no pierdas la oportunidad de conocer las diferencias más importantes del duelo que enfrenta a NVIDIA vs AMD.
