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Ray Reconstruction, conoce la solución para mejorar el Ray Tracing

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Ángel Aller.30 de septiembre de 2023

Conoce la gran novedad de DLSS 3.5, llamada Ray Reconstruction. Promete mejorar la calidad de imagen del Ray Tracing, ¿lo conseguirá?

ray reconstruction

Ángel Aller

— Amante del hardware. 

Experto en ordenadores y gaming

Qué es el Ray Reconstruction de NVIDIA

ray reconstruction qué es

Según NVIDIA, Ray Reconstruction es una parte de un renderizador neuronal que es impulsado por la IA para mejorar la calidad de imagen del Ray Tracing reemplazando los eliminadores de ruido manuales por una red de inteligencia artificial entrenada por un superordenador.

Por tanto, la marca se ha centrado en la calidad y precisión de los rayos, pero también en el rendimiento porque saben que el Ray Tracing consume muchos recursos. Tanto es así, que DLSS se ha convertido en una pieza fundamental para hacerlo viable.

Aunque RR haya llegado con DLSS 3.5, NVIDIA afirma que es compatible con todas las tarjetas gráficas RTX hasta el momento. Vale, pero, ¿DLSS 3no era solo para RTX 4000 en adelante? Sí, es posible activar DLSS 3.5 en un juego con una RTX 2000 o 3000, solo que no podremos activar Frame Generation.

Recordad que Frame Generation solo es compatible con las RTX 4000 por sus Tensor Cores de 4ª generación, además de que Frame Generation o “Generación de fotogramas” se debe elegir en los ajustes gráficos del juego. Personalmente, entiendo la confusión porque yo también me he extrañado al leerlo.

Para entenderlo todo correctamente hay que contar con 2 cosas:

  • Qué es el Ray Tracing, una cuestión que ya abordamos.
  • Cómo la GPU lleva a cabo el Ray Tracing.

Qué es el Ray Tracing o Trazado de Rayos

El Ray Tracing se trata de una técnica de renderizado basada en el trazado de muchos rayos que surgen de distintas fuentes de luz, calculando los rebotes dentro de una escena. La pionera de esta tecnología es NVIDIA, quien la lanzó en 2018 con las GeForce RTX 20 (Turing).

Para ello, NVIDIA explica qué es el Ray Casting y qué se entiende por “rayo” desde el punto de vista del ojo. Obviamente, se refieren a los rayos de luz que se originan y moldean la iluminación de una escena 3D.

Desde sus inicios, esta tecnología consume muchos recursos porque la GPU tiene que calcular una cantidad abrumadora de rayos dentro de una escena a tiempo real. Para optimizar FPS, NVIDIA lanzó DLSS como solución, apoyándose en el Deep Learning para acelerar procesos de forma inteligente.

ray reconstruction

Relacionado con el Ray Reconstruction, NVIDIA explica paso a paso qué ocurre dentro del juego cuando activamos Ray Tracing:

  1. El motor gráfico del juego genera los elementos de una escena 3D, con el atributo físico de cada uno y cómo la luz interactúa con cada uno.
  2. Se coge una muestra de rayos desde la cámara para atribuir las propiedades de las fuentes de luz que tenemos en la escena para interpretar cómo reacciona la luz cuando choca con los objetos.
  3. Este proceso consume muchos recursos porque se cogen muchos simples de rayos desde varios puntos de la escena. Ello ayuda a coger una previsualización de qué iluminación, qué sombras y qué reflejos tendrá la escena.
  4. Como resultado, la imagen tiene ruido y hay que completar los píxeles que no tenían rayos.
  5. Para quitar ese ruido se usan eleiminadores de ruido ajustados a mano que usan 2 métodos:
    1. Acumular píxeles en distintos frames de forma temporal.
    2. Interpolarlos para combinarlos con los píxeles vecinos.
  6. Los eliminadores de ruido se deben ajustar para cada escena porque la iluminación con Ray Tracing cambia. Todo se vuelve complicado y se reducen los FPS.
  7. Hay que mejorar la calidad de imagen, por lo que cada eliminador de ruido acumula píxeles de varios frames para mejorar los detalles.
  8. Con esta técnica surge el riesgo de que se mezcle tanta información y se cree una iluminación irregular.
  9. El reescalado es la última etapa del Ray Tracing, pero los eliminando el ruido o limitando la calidad de los efectos podemos experimentar problemas: eliminar detalles.

Cómo Ray Reconstruction soluciona el problema de los eliminadores de ruido

denoiser nvidia

NVIDIA señala como culpable de la pérdida de calidad en el RT a los “hand-tuned denoisers” o eliminadores de ruido configurados manualmente.

Veamos cómo han solucionado el problema con Ray Reconstruction:

  1. DLSS 3.5 reconoce los distintos efectos del RT para decidir de forma inteligente sobre qué datos temporales y espaciales debe usar, además de retener información para mejorar la calidad.
  2. Ray Reconstruction está entrenado con imágenes offline que necesitan mucha más potencia de la que la GPU proporciona en el momento.
  3. RR reconoce patrones de iluminación (oclusión ambiental e iluminación global) gracias a ese entrenamiento, así que los recrea mientras jugamos.
  4. El resultado es superior a usar los hand-tuned denoisers.

Para hacerlo visual, NVIDIA nos explica esto con ejemplos, y me ha gustado especialmente el del Cyberpunk 2077. Pongamos que estamos conduciendo un coche de noche y va con los faros encendidos, aquí el Ray Tracing entiende que las fuentes de luz son los pilotos traseros y los faros delanteros.

dlss 3.5

Así que, tiene que calcular los rebotes de la luz a los objetos que se va encontrando por el camino: asfalto, aceras, farolas, edificios, otros coches, etc. Los eliminadores de ruido provocan una iluminación inexacta en los faros, algo que se soluciona con DLSS 3.5 y Ray Reconstruction.

Hemos dicho que el Ray Tracing es una serie de rebotes de rayos de luz, ¿no? Pues esto también afecta a los reflejos en el agua, por ejemplo. Es importante crear reflejos realistas, ya que el Ray Tracing nos está impidiendo generar muchos FPS, ¿de qué sirve el sacrificio entonces?

Así que, podemos ver en el DLC de Night City de Cyberpunk 2077 que los letreros estilo “Picadilly Circus” reflejados en la acera mojada son mucho más legibles y nítidos.  

ray reconstruction

¿RR mejora los FPS con Ray Tracing?

Según la información que personalmente manejo, podéis esperar un aumento de hasta 5 FPS solamente. No estamos hablando de una tecnología pensada en ganar más rendimiento, sino más calidad con el Ray Tracing sin pérdidas de rendimiento.

De hecho, las posibles ganancias pueden deberse a DLSS 3.5 más que a Ray Reconstruction; y si activamos Frame Generation… apaga y vámonos.

Por lo tanto, si NVIDIA te ha convencido con esta tecnología, solo tienes que hacerte con una GeForce para volar en este terreno, ¡recuerda qué son las mejores en Ray Tracing!

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