Juegos con Ray Tracing – Listado completo

La tecnología Ray Tracing o trazado de rayos, es una tecnología que ha llegado para quedarse. Pese a que inicialmente tuvo un soporte limitado en juegos y bastantes críticas, se ha conseguido consolidar. Muchos estudios desarrolladores de videojuegos incluso plantean implementarla en futuros lanzamientos. Así que esta apuesta de NVIDIA para el mundo de los videojuegos que parecía de corto recorrido, se ha terminado asentando.

En esta entrada os explicaremos un poco que es esto de la tecnología Ray Tracing y los juegos que la soportan. Destacar que esta tecnología de rasterización puede que no se implemente de manera completa en todos los juegos. Se pueden implementar reflejos, sombras, oclusión ambiental o iluminación global.

NVIDIA y algunos desarrolladores usan el termino Ray Tracing. Microsoft en DirectX 12 hace referencia a raytracing. También se puede encontrar en la red como trazados de rayos o bien trazado de rayos de luz en tiempo real.

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Origen del Ray Tracing

Aunque esta tecnología puede parecer muy nueva e inventada por parte de NVIDIA, nada más lejos de la realidad. Su propuesta inicial fue realizada por Turner Whitted en 1980 y se basa en un algoritmo de determinación de superficies visibles escrita por Artur Appel en 1968 que fue denominada Ray Casting.

Básicamente el Ray Casting es un algoritmo que calcula la cantidad de superficies visibles en una escena donde se quieren sintetizar los trazos de los rayos desde el punto del observador. Se realiza el cálculo de las intersecciones de los rayos con los objetos de la escena y la mediante la intersección se determina cuáles son los objetos visibles por el observador.

Mientras que el trazado de rayos quiere determinar las superficies visibles añadiendo el sombreado. Aquí se tienen en cuenta efectos de iluminación globales como reflexiones, refracciones o sombras arrojadas.

Para la reflexión y refracción se debe de contar con el material del objeto intersecado, ya que no todos interactúan igual con la luz. Mientras que paras las sombras se lanzan rayos desde un punto de intersección hasta la fuente de luz.

Robert Cook en 1985 mejoro el algoritmo básico de Ray Tracing para similar otros efectos en las imágenes en base al muestreo estocástico, apoyándose en el método de Montecarlo. Se añadieron efectos como el desenfoque en movimiento, profundidad de campo o submuestreo para eliminar los dientes de sierra.

Fotones de luz

Dependiendo de la rugosidad del material y los espectros de luz que sea capaz de absorber, vemos una cosa u otra. Realmente nosotros lo único que vemos son fotones de luz tras impactar en un material.

Cojamos una manzana bien roja y preciosa, digna de exhibición. La vemos roja porque la manzana absorbe el resto de los colores del espectro de la luz. Solamente releja los fotones que estan en el espectro de color rojo y por este motivo la vemos de dicho color. Algo que pasa con todos los colores y materiales.

La fuente de luz emite en todo el espectro cromático, pero los rayos son absorbidos y reflejados por los elementos de nuestro entorno. Estos fotones de luz de diferente onda llegan hasta nuestra retina y nuestro cerebro las interpreta.

Esta explicación compleja es necesaria, porque uno de los objetivos del Ray Tracing es conseguir el realismo cromático. Y es que los juegos actuales tratan de ser lo más fieles a la realidad posible, pero es muy difícil. Con el trazado de rayos se consigue una aproximación, pero estamos lejos de obtener una fidelidad del 100%.

Y es que la mayor complejidad de esta tecnología está en que miles de millones de rayos interactúan cada segundo sobre los objetos. Calcular la absorción, rebote, reflejo, fundido entre sí e incluso choque de los mismos es complicadísimo. La potencia de cómputo para conseguirlo es incalculable, pero con el Ray Tracing actual se avanza un poco más para conseguir más realismo en juegos.

¿Por qué no se había usado antes esta técnica en videojuegos?

Hemos quedado por un lado en que esta tecnología tiene más de 40 años y por otro lado que depende de la interacción de la luz con los objetos.

Esta técnica realmente sí que se utilizaba y desde hace tiempo, pero no en los videojuegos. Sobre todo se utilizaba en la iluminación de escenas estáticas sin movimiento, sobre todo en arquitectura para mostrar la iluminación de una estancia. También se utilizaba dentro de películas y series para los efectos especiales y similares. Esto era debido a la enorme complejidad de esta tecnología y del elevado coste computacional. Debemos tener en cuenta que para 1 minuto de vídeo se podían tardar horas o días en la renderización completa.

Así que el motivo para que no se implementara en juegos era la cantidad de potencia necesaria. Para una explosión en una película se podían tardar días en su renderización, lo cual no importaba. El problema reside en que en un juego la renderización debe de ser inmediata y ahí es donde reside la dificultad.

Normalmente los juegos tienen unas pocas escenas tranquilas y el resto suelen ser frenéticas. Las escenas ‘tranquilas’ no serían un problema, pero, ¿te imaginas que en estas peleando contra un enemigo y empieza a dar tirones o tarde minutos en renderizar la escena? Eso sería una locura y más de uno destrozaría la pantalla de un golpe.

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Funcionamiento del Ray Tracing

Un videojuego moderno se basa en la tecnología de rasterizado para mostrarse en pantalla. Permite generar modelos 3D con millones de triángulos en texturas de dos dimensiones a las que se les da forma. Los vértices de estos triángulos tienen asociados datos de posición, color, textura y orientación.

Básicamente se genera una imagen 2D en pantalla basada en triángulos y vértices que son interpretados en píxeles. Cada uno de estos tiene asociados datos de color. Finalmente según la escena final se van aplicando diferentes cambios de color según la iluminación del entorno.

Ray Tracing va un paso más allá y calcula la interacción de la luz con los objetos desde el punto del observador. Además también se tienen en cuenta los objetos fuera de plano o la parte no visible de los objetos. En el caso de la tecnología para los videojuegos se lanzan una serie de rayos y luego mediante Inteligencia Artificial se calcula el resto de rayos y su comportamiento en la escena.

Y ese es el gran truco del trazado de rayos de luz propuesto por NVIDIA. Calcular todos los rayos y todas las interacciones sería una locura y verdaderamente imposible. Por eso en las escenas se lanzan ‘x’ rayos, para ver su comportamiento. Mediante IA y Deep Learning se realizan extrapolaciones de la interacción de los rayos con un límite de tres refracciones o reflejos.

NVIDIA y Microsoft, pioneros

Su implementación en videojuegos solo ha sido posible gracias a NVIDIA y Microsoft. La primera porque ha añadido hardware a sus GPU para esta tecnología. La segunda porque ha implementado mejoras en su API gráfica para soportar esta nueva forma de rasterización.

Para soportar el Ray Tracing ha sido necesario que NVIDIA añada en las GeForce GTX de arquitectura Turing los RT Cores y los Tensor Cores. Los RT Cores básicamente realizarían los cálculos del trazado de rayos de luz. El problema es que estos cálculos tienen un coste de hasta un 50% del rendimiento de una tarjeta gráfica. Podríamos pasar de jugar 4K @ 60FPS a los 4K @ 30FPS con el Ray Tracing activado. Para ello se han implementado los Tensor Cores, que están destinados a la Inteligencia Artificial. Lo que hacen es ayudar a los RT Cores y ‘simular’ trazados de rayos o elementos de la escena.

Microsoft por su parte ha lanzado la API DirectX 12 Raytracing. Esta solución lo que permite es ser más eficiente para el trazado de rayos de luz, sería como un apoyo para la solución de NVIDIA. Permite que los desarrolladores puedan usar esta tecnología en los juegos de manera mucho más sencilla y optimizada.

Actualmente los motores gráficos que cuentan con compatibilidad plena con Ray Tracing son: Unreal Engine de Ubisoft, Frostbite de Electronic Arts (EA) y Unity de Unity Technologies.

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Juegos con Ray Tracing integrado para PC

Para facilitar el trabajo hemos realizado una recopilación de los juegos que soportan esta nueva tecnología. Destacar que la denominación Ray Tracing es muy amplia y no tiene por qué ser igual en todos los juegos. El Ray Tracing contempla reflejos, refracciones, sombras, oclusión ambiental e iluminación global. La mayoría de juegos implementan una o como muchos dos de estos elementos.

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Battlefield V

La última entrega de Battlefield V desarrollada por DICE y distribuida por EA ha sido la primera en integrar Ray Tracing. El juego lanzado el pasado 20 de noviembre de 2018 implementa únicamente reflejos sobre las superficies. Recordar que el juego no ha vendido lo esperado debido a las inexactitudes históricas y la campaña promocional, en algunos casos, mofándose de los usuarios.

Quake II RTX

El mítico de 1997 ha vuelto a la vida gracias a Lightspeed Studios, un estudio propiedad de NVIDIA que ha implementado el Ray Tracing en este juego. Se basa en el trabajo realizado previamente por Christoph Schied y los desarrolladores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe. Estos crearon el mod Q2VKPT para el trazado de rayos de luz en Quake II.

NVIDIA lo que ha hecho es mejorar este primer juego dotándole de más realismo. Se han mejorado los efectos visuales de trazado, las texturas y otros importantes cambios y mejoras. Para este juego se han implementado elementos de sombras, reflejos y refracciones.

Shadow of the Tomb Raider

Eidos Montréal en colaboración con NVIDIA han implementado Ray Tracing en el Shadow of the Tomb Raider. Concretamente se ha implementado la función de sombras complementada con la tecnología DLSS, para ofrecer una calidad de imagen superior. En comparación con las técnicas convencionales de mapeo de sombras, la solución basada en trazado de rayos ofrece penumbras realistas, translucidez, sombras automáticas y otros beneficios.

Control

La invasión de una agencia secreta por una amenaza de otro mundo en Nueva York, Jesse Faden se convierte en la nueva Directora que debe luchar por recuperar el Control. Los usuarios seguirán a Jesse en la búsqueda personal de respuesta sobre su pasado y sus difíciles habilidades sobrenaturales y los entornos reactivos mientras recorre un profundo y sorprendente mundo, en una acción y aventura sobrenatural.

Esta es la descripción del título Control desarrollado por Remedy. El juego desarrollado en colaboración con NVIDIA es uno de los que más funciones de Ray Tracing implementa. Dispone de reflejos, de sobras y de iluminación global.

Atomic Heart

Este juego de acción implementa sombras y reflejos basados en la tecnología Ray Tracing. Este juego nos trasladará a una ciudad de Moscú alternativa y nuestra misión será restablecer la paz. Nosotros seremos un agente de elite de la Unión Soviética, la cual jamás se habría disuelto. Conseguiremos así poder ilimitado gracias a un proyecto secreto del gobierno. Todo en un entorno lleno de enemigos nazis, disidentes y todo tipo de enemigos.

Metro Exodus

La nueva entrega de este juego de acción implementa algunas funciones de Ray Tracing. Concretamente se han implementado la oclusión ambiental y la iluminación global. Esta saga de videojuegos Metro está basada en la saga de novelas Dmitry Glukhovsky. Se sitúa la trama de este juego en el año 2036 y se sitúa dos años después de Metro: Last Light y sigue la historia de Artyom.

Justice

Este juego de temática Wuxia se basa en el sistema de juego MMO y ha sido desarrollado por NetEase. Dicho juego ha sido desarrollado exclusivamente para el mercado chino y se caracteriza por ser el primero en implementar Ray Tracing y Deep Learning Super Smapling. El juego implementa del paquete Ray Tracing se han implementado reflejos y sombras.

Mechwarrior 5: Mercenaries

Los juegos de tipo mecha cuentan con una gran popularidad y esta quinta entrega nos lleva al año 3015. La humanidad se ha expandido por las estrellas y busca nuevas regiones para colonizar. Esto ha provocado tensión entre varias facciones que han iniciado una guerra. Para este juego se han implementado la oclusión ambiental, los reflejos y las sombras propias del Ray Tracing.

JX3 HD

Poco sabemos al respecto de este juego desarrollado íntegramente en China y basado en Vulkan. Es el primer juego en implementar características Ray Tracing. No sabemos mucho más al respecto de este título, así como los elementos que implementa, pero parece ser que implementa sombras, aunque no queda claro.

We Happy Few

Compulsión Games ha desarrollado este juego de acción y aventuras de supervivencia combinado con toques de terror. El juego estaba catalogado por parte de NVIDIA como un juego que implementa características del Ray Tracing. Los desarrolladores del juego finalmente han desmentido la implementación de características de trazado de rayos de luz.

Assetto Corsa Competizione

Iba a ser el primer simulación de carreras en implementar esta tecnología de trazados de rayos de luz. Los desarrolladores tras analizar su implementación y probarla, han descartado añadir características de Ray Tracing. Era algo relativamente sencillo, ya que utiliza Unreal Engine 4, pero el consumo de recursos habría provocado que se termine descartando esta opción.

Fractured Lands

Este juego Battle Royale se basa en un mundo post-apocalíptico al más puro estilo Mad Max. El juego desarrollado por parte de Avalanche está en fase Early Access en Steam e implementará Ray Tracing. Los desarrolladores aún no han especificado que característica y cuando se implementara.

Minecraft RTX

Este juego desarrollado por Mojang, un estudio ahora propiedad de Microsoft sigue contando con gran popularidad. Microsoft está trabajando en colaboración con NVIDIA para añadir Ray Tracing. No queda claro que funciones implementara, pero todo apunta a que se añadirá oclusión ambiental y reflejos, pero quizás se añadan más características. Esta característica fue lanzada el 16 de abril de 2020.

Cyberpunk 2077

Uno de los juegos con más hype en la actualidad es el desarrollado por CD Projekt RED y llegará al mercado el 19 de noviembre de 2020 (tras varios retrasos). Este título es un juego de rol de tipo oscuro con un argumento complejo con una gran cantidad de misiones y jugabilidad. Según se ha informado será el primer juego que implementara Ray Tracing de manera completa. Esto quiere decir que implementara iluminación global, oclusión ambiental, reflejos y sombras.

Wolfenstein: Youngblood

El título Shooter en primera persona desarrollado por MachineGames y Arkane Studios carecerá de Ray Tracing en el momento inicial de su lanzamiento. Jerk Gustafsson, Producto Ejecutivo de MachineGames dijo en una entrevista en GamesBeat que no  implementaran Ray Tracing en su lanzamiento. Indica que estan trabajando con los ingenieros de NVIDIA para su integración en el juego.

DOOM Eternal

El juego desarrollado por parte de ID Software ha destacado que implementara Ray Tracing en el juego. Marty Stratton de ID Software ha informado que soportarán la tecnología Ray Tracing y asegura que será la mejor implementación hasta la fecha. No han revelado si implementaran todos los aspectos del trazado de rayos de luz o alguna parte.

Dying Light 2

Los desarrolladores de este icónico juego de rol y acción de supervivencia zombie implementará Ray Tracing. Pese a que no han explicado que elemento implementara, Pawel Rochleder, CTO de Techland ha dicho que “al ser un mundo abierto con una ambientación llena de infectados, era importante para nosotros crear una experiencia lo más realista posible”

Synced: Off-Planet

El juego de acción PvPvE y cooperativo desarrollado por Tencent Next Studios creado para el mercado chino. Según han dicho los desarrolladores implementaran las sombras y los reflejos mediante Ray Tracing. 

Watch Dogs Legion

La tercera entrega de la saga Watch Dogs estará lleno de acción y contara con Ray Tracing. Ubisoft Toronto ha decidido trasladar la acción a Londres donde disfrutaremos de los reflejos mediante la tecnología de NVIDIA.  El lanzamiento se espera para mayo de 2020.

Ring of Elysium

Empezamos por un Battle Royale gratuito creado por Arena Studio y publicado por Tencent que va por la 6ª Temporada. Implementará Ray Tracing mediante actualización, aunque no sabemos qué elementos implementará y como impactará en el rendimiento. Tampoco sabemos el hardware necesario para jugarlo con trazado de rayos de luz.

Boundary

Pasamos a un Shooter ambientado en el espacio que ha sido creado por el estudio chino Surgical Scalpels. Llegará al mercado durante el primer trimestre de 2020 para PC y PlayStation 4 (sin Ray Tracing, obviamente)

Bright Memory Infinite

Hace unos meses se lanzó Bright Memory: Episode 1, un juego desarrollado exclusivamente por Zeng Xiancheng. Tras su gran impacto mediático, ha decidido reiniciar la saga y ha anunciado esta nueva entrega. Quienes adquieran Episode 1 tendrán acceso sin costes adicionales a esta nueva entrega. Implementará la tecnología Ray Tracing, aunque no sabemos a que nivel.

Project X

“Dos adolescentes desaparecieron en las cercanías del Parque Nacional Grackham. Su coche con rastros de sangre fue encontrado en el bosque.

Por la noche se oye un rugido desde el bosque. Los cazadores locales encuentran huellas extrañas, cuerpos de animales rotos.”

El juego implementará Ray Tracing, aunque no sabemos en que grado.

Convallaria

Es un juego de tipo Shooter en primera persona que ha sido desarrollado por Loong Force. Poco sabemos al respecto de este juego, pero debería dar opción de jugar tanto PvP como PvE. Aparentemente implementará reflejos del Ray Tracing y posiblemente algún elemento más.

F.I.S.T.

El juego Shooter de estilo árcade se basa en un conejo heroico que derrota a sus enemigos usando un poderoso martillo. Sí, suena a alguna sustancia de recreo a la hora de crear la trama del juego. Implementará Ray Tracing, pero no sabemos en que grado.

Xuan-Yuan Sword VII

Este RPG de Softstar es una de las franquicias de este estilo más antigua de china. La primera entrega en inglés será The Gate of Firmament. Xuan-Yuan Sword VII que llegara en Japón en el invierno de 2020.

Fortnite

El popular juego Battle Royal añadirá en un futuro próximo soporte para la tecnología de trazado de rayos de luz en tiempo real. No llegara solo con Ray Tracing, este juego también pasara a tener soporte DLSS 2.0, que mejora el rendimiento con el trazado de rayos activo. No hay fecha de llegada y tampoco sabemos si será una implementación completa o será parcial.

Call of Duty: Black Ops Cold War

Modern Warfare fue el primer juego del mercado en ofrecer soporte parcial a la tecnología Ray Tracing. La nueva entrega de Call of Duty, denominada Cold War también recibirá soporte para la tecnología de trazado de rayos. Aparentemente esta entrega tendrá oclusión ambiental, reflejos y refracciones, aunque también es posible que se añadan sombras.

Juegos con Ray Tracing integrado para PlayStation 5

Todos los juegos para PlayStation 5 se basan en una tecnología Ray Tracing desarrollada por AMD. La consola de Sony hace uso de una gráfica de AMD que ofrece soporte para el trazado de rayos. Actualmente carecemos de información fiable de como funcionara esta tecnología en las soluciones gráficas de AMD.

Ratchet y Clank: Rift Apart

Juego de plataformas desarrollado por Insomniac Games que se lanzara en exclusiva para la PlayStation 5. Al igual que las entregas precedentes, es un juego que tiene una perspectiva en tercera persona. El jugador viaja con Ratchet (protagonista) a través de diferentes mundos o pantallas, venciendo a los enemigos con una gran cantidad de armas y artilugios, al tiempo que sortea obstáculos. Los jugadores también pueden manejar a Clank

The Witcher 3

La tercera entrega de las aventuras de Geralt de Rivia llegará a las consolas nextgen y lo hará con la tecnología Ray Tracing. El juego ya lleva algunos años en el mercado y está disponible en PC, PlayStation 4 y Xbox One, dando el salto también a la PlayStation 5. Desconocemos más detalles de que elementos de la tecnología de trazado de rayos se añadirán a este juego.

Watch Dogs Legion

Ubisoft llevará su título también a la nueva consola se Sony y lo hará con Ray Tracing activo. Según se ha dado a conocer, el juego llegara a una resolución 4K @ 30FPS con la tecnología Ray Tracing activa. Lo que no sabemos en estos momentos es que elementos de la tecnología de trazado de rayos se ha implementado o si habrá un dowgrade gráfico.

Juegos con Ray Tracing integrado para Xbox Series X y Xbox Series S

Esta nueva consola de Microsoft se basa en procesador y tarjeta gráfica de AMD que han sido específicamente desarrollados para la Xbox Series X. La nueva gráfica que se integrara en esta consola ofrecerá soporte para la tecnología de trazado de rayos. Actualmente no tenemos datos concretos de como funcionara esta tecnología en las tarjetas gráficas de AMD, pero parece que usara un sistema diferente al de NVIDIA.

The Witcher 3

Geralt de Rivia en la Xbox Series X recibirá el completo de la tecnología de trazado de rayos en tiempo real. El juego lanzado en 2015 se llevará a la nueva consola de Microsoft, aunque no tenemos muchos más datos al respecto de esta integración. Desconocemos si implementara todos los elementos de la tecnología Ray Tracing o, como todo hace pensar, será una implementación parcial de esta tecnología gráfica.

Watch Dogs Legion

El juego se ha confirmado que llegara a las dos nuevas consolas de Microsoft. Para la Xbox Series X el juego llegará con una resolución 4K @ 30FPS con la tecnología Ray Tracing activa. Mientras que en la Xbox Series S, la versión totalmente digital, podría llegar con resoluciones 1080p @ 60FPS o bien 1440p @ 30FPS con Ray Tracing activo. Será el usuario en este último caso quien podrá elegir la resolución