Serie RTX GPU de Nvidia: cómo el trazado de rayos en tiempo real cambia los juegos

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A principios de este año, Nvidia presentó su nueva línea de unidades de procesamiento de gráficos (GPU), bajo el nuevo nombre: RTX. Esta es una actualización de la serie anterior de GPU GTX, pero la marca no es el único cambio.

Nvidia ahora ha equipado estas GPU con la capacidad de llevar a cabo en tiempo real trazado de rayos. Pero, ¿qué es el trazado de rayos y por qué es tan importante?

¿Qué vino antes del trazado de rayos?

La palabra "renderizado" se usa bastante cuando se habla de tarjetas gráficas o juegos. El proceso de renderizado implica convertir un objeto tridimensional en una imagen bidimensional que aparecerá realista en su pantalla. Los juegos son interactivos y representan objetos a medida que el movimiento de un jugador cambia la perspectiva en la pantalla.

Esto significa que es necesario tener una manera de garantizar que los gráficos se vean realistas. Los desarrolladores lo han logrado utilizando renderizado en tiempo real, pero durante décadas, ha utilizado la misma tecnología: rasterización.

La rasterización es una tecnología que, en el fondo, se basa en triángulos. Ve los objetos 3D como una gran colección de polígonos hechos de triángulos. Reúne varios tipos de datos, como posición, color, textura y demás, de los tres puntos vértices AKA de los triángulos.

No todos estos datos son necesarios, por lo que refina los datos. Establece la pantalla como el marco de referencia, y luego determina cómo mostrar los píxeles. Una vez hecho esto, hay un poco de procesamiento y la imagen aparece en su pantalla. Es mucho trabajo, pero las GPU (Cómo distinguir una GPU, CPU y APU ¿Cuál es la diferencia entre una APU, una CPU y una GPU?En los últimos cinco años o más, ha habido una serie de términos diferentes que giran para describir el hardware de la computadora. Algunos de esos términos incluyen, entre otros, APU, CPU y GPU. Pero... Lee mas ) tienen suficiente potencia para hacerlo en una fracción de segundo y actualícelo varias veces en un segundo para que el movimiento parezca muy suave.

Ray Tracing vs. Rasterización

En el mundo real, puedes ver cosas como resultado de la luz que las golpea. La iluminación del mundo real es muy compleja, con cada rayo de luz reflejando y refractando varias veces antes de que llegue a nuestros ojos, haciéndonos ver la gran cantidad de detalles. Replicar esto es un trabajo muy difícil, pero con el trazado de rayos, la tecnología ahora está más cerca que nunca.

Como su propio nombre sugiere, el trazado de rayos se basa en el rastreo de cada rayo de luz que golpea objetos en una escena tridimensional virtual. El trazado de rayos seguirá el camino de los rayos de luz desde la fuente de luz hasta los objetos y cada reflejo y refracción que atraviesen, antes de llegar finalmente a la pantalla.

Si hay múltiples fuentes de luz, el trazado de rayos las tendrá en cuenta a todas. En lugar de tratar cada píxel como un punto en una malla de polígonos, como lo hace la rasterización, rayo el trazado trata cada píxel como un rayo de luz, que es comparable a cómo ve realmente el ojo humano cosas.

¿Por qué el trazado de rayos es repentinamente relevante ahora?

La industria del cine y la animación ya utiliza la tecnología de trazado de rayos para representar escenas para que se vean lo más realistas posible. Tenga en cuenta que esto no requiere el trazado de rayos en tiempo real; su GPU actual probablemente también podría manejar el trazado de rayos.

Sin embargo, dependiendo de qué tan pesada sea la escena que está tratando de renderizar, podría tomar varios días renderizar solo unos segundos de imágenes tridimensionales. En los juegos, las GPU tienen que representar las escenas sobre la marcha. El requisito principal para esto es el hardware capaz de hacerlo en tiempo real.

Por supuesto, el trazado de rayos requiere mucho más procesamiento que las necesidades de rasterización y, por lo tanto, es una tarea intensiva de GPU. El uso del trazado de rayos para cada parte de una escena virtual es la forma ideal de obtener la imagen más realista. Sin embargo, a menudo solo se usa para partes seleccionadas de una escena. La GPU procesa el resto de la escena a través de la rasterización.

Esto nos lleva al enfoque de Nvidia con su última serie de GPU, y específicamente lo que hacen con RTX.

¿Cómo funciona la GPU RTX de Nvidia?

La última generación de GPU de Nvidia, también llamada Turing, es una mejora obvia en el papel. Nvidia los fabrica con un nuevo y más pequeño proceso de 12 nanómetros. También afirman ser un 50% más potentes y 10 veces más rápidos que la generación anterior. Sin embargo, estos números no significan mucho.

Lo importante es cómo Nvidia ha cambiado la estructura básica de la GPU.

Estas nuevas GPU llevan los núcleos CUDA habituales que Nvidia ha estado utilizando para las generaciones anteriores. Además, también vienen con núcleos dedicados "Tensor", para aprendizaje automático, y núcleos "RT" para, bueno, lo has adivinado, el trazado de rayos. En resumen, Nvidia ha basado estas GPU en una nueva arquitectura que es más inteligente y tiene hardware específicamente dedicado al trazado de rayos, que es la primera vez.

Todo esto se usa en combinación para acelerar el trazado de rayos y hacer que funcione en tiempo real.

Para utilizar este nuevo hardware de manera eficiente, Nvidia tiene un montón de software para acompañarlo. Nvidia OptiX es uno que ayuda a aprovechar al máximo las capacidades de trazado de rayos del hardware. También tiene un "Desengranante acelerado por IA". Ahora, como saben, el trazado de rayos depende del uso de la luz para determinar cómo se ve una imagen virtual.

Debido a esto, es probable que haya algo de ruido en áreas que tienen poca o ninguna luz. El denoiser ayuda a deshacerse de eso. Nvidia también está trabajando para agregar soporte al trazado de rayos a la API de Vulkan ¿Qué son las bibliotecas Vulkan Run Time en Windows?¿Estás viendo las Bibliotecas Vulkan Run Time en tu PC y te preguntas qué demonios son? Aquí está todo lo que necesita saber sobre Vulkan. Lee mas .

Nvidia tampoco está sola en esto. Es posible que conozca el DirectX de Microsoft, un requisito previo para ejecutar muchos juegos en Windows (Cómo instalar y actualizar DirectX Cómo descargar, instalar y actualizar DirectX en tu PC¿Se pregunta por qué DirectX está en su sistema Windows 10 o cómo actualizarlo? Le explicaremos lo que necesita saber. Lee mas ). Microsoft ha anunciado una extensión a la última versión, llamada DirectX Ray Tracing (DXR). Su objetivo es ayudar a brindar soporte de software para que los desarrolladores adapten su juego para aprovechar al máximo el RTX de Nvidia.

RTX utilizará la nueva potencia de hardware y las capacidades de trazado de rayos junto con la antigua y confiable rasterización y otros procesos relacionados, para ofrecer una experiencia de juego que se verá más realista que nunca

¿Traza Ray la respuesta a los gráficos de próxima generación?

Bueno, no del todo. El trazado de rayos no se ha utilizado antes en un escenario de consumo diario. Es por eso que la industria del consumidor tardará un tiempo en adaptar esta tecnología. Los desarrolladores ya han comenzado a integrar esta tecnología en sus juegos. Sin embargo, solo un puñado de juegos lo admiten al momento de escribir.

Entonces, en caso de que hayas estado pensando actualizar tu GPU, esperar un tiempo para ver cómo progresa la tecnología podría ser la mejor opción. En cualquier caso, es probable que el trazado de rayos sea el futuro de los juegos. Puede terminar siendo a través de RTX o de alguna otra tecnología equivalente lanzada en algún momento en el futuro.

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