NVIDIA presenta un algoritmo capaz de manejar millones de fuentes de luz con trazado de rayos

El trazado de rayos ha sido una de las grandes apuestas de NVIDIA en el sector gráfico, tanto profesional como de consumo general, aunque ha estado acompañado por un actor secundario de lujo, la inteligencia artificial, cuya implementación más importante hasta el momento la hemos visto, en lo que a juegos se refiere, en la tecnología DLSS.

Cuando NVIDIA presentó la arquitectura Turing y empezó a hablar de trazado de rayos y de píxeles hubo un gran escepticismo a su alrededor, algo comprensible ya que el trazado de rayos aplicado por píxel genera unas exigencias enormes que, al final, no se han podido superar en la presente generación, aunque debo decir que hemos tenido la oportunidad de ver algunos resultados interesantes en juegos como Metro: Exodus, que ofrece una iluminación global muy realista, y en Wolfenstein Youngblood, que muestra unos reflejos muy cuidados, ambos gracias al trazado de rayos.

La tecnología DLSS, el reescalado inteligente de NVIDIA basado en algoritmos (inteligencia artificial), llegó con la intención de compensar esa enorme exigencia en términos de potencia gráfica que supone el trazado de rayos. Su punto de partida es tan simple como acertado, renderizar a una resolución menor y reescalar para reducir el número de píxeles en pantalla, analizando varios fotogramas para crear la «imagen reescalada perfecta». DLSS 1.0 no logró un buen resultado, pero DLSS 2.0 sí, así que esta tecnología es viable y muy prometedora.

ReSTIR: un nuevo algoritmo para demostrar el potencial del trazado de rayos

Ampere marcará el próximo punto de inflexión a nivel de hardware en lo que respecta al trazado de rayos, y podemos decir que ReSTIR podría ser su equivalente en el campo del software. Estamos ante un algoritmo que ha sido desarrollado por el departamento de investigación de NVIDIA, capaz de renderizar iluminación dinámica directa y sombras procedentes de millones de fuentes de luz en tiempo real, y con una latencia entre fotogramas inferior a los 50 ms.

Este algoritmo es entre 6 y 60 más rápido que todas las tecnologías anteriores equivalentes, y lo mejor es que funciona sin problemas en la generación actual de NVIDIA, es decir, en las GeForce RTX serie 20. No es, por tanto, una exclusiva pensada únicamente para funcionar con las RTX serie 30, que estarán basadas en Ampere. Dicha arquitectura promete, según las filtraciones más recientes, una mejora de rendimiento con trazado de rayos de hasta un 400% frente a Turing.

ReSTIR trabaja haciendo un remuestreo continuado de un conjunto de muestras de luz seleccionadas, sobre las que aplica un nuevo muestreo espacial y temporal aprovechando la información obtenida de otras muestras cercanas que se consideran relevantes. Dicho de una forma más sencilla, reutiliza la información de píxeles adyacentes a nivel espacial y de forma temporal para decidir qué rayos debe seguir y aprovechar la información ya existente.

Como podemos ver en el vídeo el resultado es fantástico. Tenemos escenas con hasta 3,4 millones de triángulos dinámicos, un trazado de hasta 8 rayos por píxel y una latencia entre fotogramas más que aceptable. La demo de la estación de tren fue ejecutada sobre una RTX 2080 Ti, pero la demo del parque de atracciones tuvo que ser ejecutada en una TITAN RTX por cuestiones de memoria gráfica, ya que la primera no tenía suficiente cantidad.

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