Cuando hablamos de gráficos en videojuegos cada vez es más habitual encontrarnos con términos como ray tracing, path tracing, iluminación global o reflejos trazados por rayos o incluso full ray tracing, palabras que suenan muy espectaculares en los tráileres y en los menús de opciones pero que no siempre quedan del todo claras. Como os podéis imaginar, el ray tracing y el path tracing están relacionados, pero no son exactamente lo mismo. Y, sobre todo, no tienen el mismo impacto en el rendimiento de nuestro PC o consola mientras jugamos a Cyberpunk 2077, Pragmata o, próximamente, 007: First Light, ya que el juego de IOI recibirá este verano un parche gratuito con el que añadirán esta tecnología. Comencemos por el principio.
El ray tracing, o trazado de rayos, es una técnica de renderizado que intenta simular cómo se comporta la luz en una escena lanzando rayos virtuales y calculando con qué objetos chocan, cómo rebotan o qué información devuelven a la imagen final. Dicho de una forma más cercana: en lugar de «inventarse» ciertos efectos mediante trucos visuales, el motor del juego calcula una parte del comportamiento de la luz de una forma más física y, consecuentemente, realista y precisa. De una manera más técnica, es una tecnología pensada para «disparar» rayos que simulen el comportamiento de la luz, detectar intersecciones con la geometría y permitir que distintos shaders generen, reciban o respondan a esos rayos. En videojuegos, lo más habitual es que el ray tracing se use de forma parcial.
Es decir, el juego sigue renderizando buena parte de la imagen con técnicas tradicionales, pero añade trazado de rayos para elementos concretos como reflejos, sombras, oclusión ambiental o iluminación global. Para no sacrificar demasiado el rendimiento, muchos juegos combinan rasterización tradicional con ciertos efectos trazados por rayos, en lugar de calcular toda la escena con rayos de principio a fin. Por eso podemos ver juegos con reflejos ray tracing, sombras ray tracing o iluminación con ray tracing, pero no necesariamente con toda la escena renderizada mediante esta técnica. El path tracing, o trazado de caminos, es una evolución o una aplicación más completa del trazado de rayos.
En vez de limitarse a calcular un efecto concreto, intenta simular de forma más global el recorrido de la luz por la escena, siguiendo múltiples rebotes hasta obtener una iluminación más natural. Una manera práctica de entender el cambio es imaginar la diferencia entre trazar uno o varios rayos de luz, o trazar el camino que recorre la luz en una escena. Obviamente, el segundo es mucho más completo. Así, el path tracing usa el ray tracing como parte de un sistema de simulación de luz más amplio, trazando rayos a través de varios rebotes para acercarse más al comportamiento real de la iluminación.
Si el ray tracing en videojuegos suele ser «vamos a calcular estos reflejos o estas sombras de forma más realista», el path tracing sería más bien «vamos a calcular la iluminación de la escena de una manera mucho más completa». Esto hace que los resultados puedan ser espectaculares, con luces que rebotan de forma más creíble, interiores mejor iluminados, sombras más naturales y materiales que responden de manera más coherente. Pero, claro, todo esto tiene un coste, y requiere hardware mucho más potente para renderizarlo con una resolución y una tasa de imágenes por segundo aceptable. La diferencia más sencilla de entender es esta: el ray tracing suele aplicarse por partes, mientras que el path tracing intenta resolver la iluminación de forma mucho más general.
Un juego con ray tracing puede usar esta técnica solo para los reflejos de los charcos, para las sombras de los personajes o para mejorar cómo la luz rebota en determinadas superficies. El resto de la imagen puede seguir funcionando con métodos tradicionales. Un juego con path tracing, en cambio, intenta que la iluminación dependa mucho más de esos rayos y de sus rebotes. Por eso a veces se habla de full ray tracing, aunque este término comercial puede variar según el juego o la compañía.
En la práctica, se refiere a una escena donde buena parte de la iluminación se calcula con trazado de rayos en vez de apoyarse tanto en trucos precalculados. El ejemplo más fácil de visualizar sería una habitación iluminada por una ventana. Con técnicas tradicionales, el motor puede usar mapas de luz, sombras preparadas, reflejos aproximados y otros recursos para que parezca real. Con ray tracing, quizá calcule mejor la sombra o el reflejo de un objeto.
Con path tracing, intenta simular cómo entra la luz, cómo rebota en las paredes, cómo tiñe otros objetos y cómo se reparte por la escena, generando sombras y reflejos en el proceso. Básicamente, porque obliga a la gráfica a hacer muchísimos más cálculos. No se trata solo de lanzar un rayo y ver dónde impacta. Hay que calcular rebotes, materiales, luces directas e indirectas, superficies transparentes, reflejos, zonas de sombra y una enorme cantidad de información que antes se resolvía con tecnologías menos precisas y realistas, y que en función del tipo de juego (y del desarrollador), ofrecía un resultado más o menos convincente.
Además, para que el path tracing sea viable en tiempo real se necesitan técnicas adicionales como reescalado, generación de imágenes mediante IA, reconstrucción de rayos o denoisers, que limpian el ruido visual producido por no poder lanzar infinitos rayos por píxel. NVIDIA, por ejemplo, señala que su muestra RTX path tracing no depende de rasterización en su configuración principal y usa técnicas de denoising y otras optimizaciones para acercarse al rendimiento en tiempo real. Por eso, cuando activamos path tracing, lo normal es que el rendimiento caiga mucho más que al activar solo reflejos o sombras con ray tracing. No es que el juego esté «peor optimizado» necesariamente: es que le estamos pidiendo a la gráfica que haga una cantidad mucho más grande de trabajo.
Visualmente, sí puede ser mucho más convincente. No siempre es más llamativo a simple vista en todas las escenas, pero cuando está bien implementado consigue una imagen más coherente y natural, sobre todo en iluminación indirecta, interiores, reflejos complejos y escenas con muchas fuentes de luz. Ahora bien, eso no significa que sea siempre la mejor opción para jugar. Si tenemos una gráfica muy potente y usamos tecnologías como DLSS, FSR o XeSS, puede ser una opción fantástica para disfrutar de la máxima calidad visual.
Pero si buscamos muchos fotogramas por segundo, baja latencia o jugar en competitivo, seguramente nos compense más usar ajustes tradicionales o un ray tracing más limitado. En definitiva, podríamos resumirlo así: el ray tracing mejora efectos concretos de la iluminación mediante rayos concretos; el path tracing intenta llevar esa idea mucho más lejos y simular la luz de una forma más completa. Uno es más asumible para el hardware actual, el otro es más espectacular pero también bastante más exigente. Y, como suele pasar en PC, la mejor opción dependerá de nuestro equipo, del juego, de la resolución a la que juguemos y de cuánto estemos dispuestos a sacrificar en rendimiento a cambio de una imagen más realista.