Battlefield V: Ray Tracing en tiempo real

A DICE se le conoce por crear experiencias de juego únicas basadas en el realismo. Y ahora, por primera vez, un título de Battlefield contará con la tecnología de Ray Tracing en tiempo real. El director técnico de DICE, Christian Holmquist, nos comenta cómo potenciarán los reflejos dinámicos y verdaderamente realistas en Battlefield™ V para PC.

Las luces, las sombras y los reflejos son algunos de los efectos visuales más importantes durante el proceso de diseño de cualquier videojuego. Se utilizan tanto para mejorar la atmósfera de los entornos en los que los jugadores se encuentran inmersos como para proporcionar indicadores visuales importantes sobre las formas y los materiales de los objetos en 3D.

Estos elementos siempre han añadido una capa adicional de realismo a todas las entregas de la serie Battlefield . Piensa, sin ir más lejos, en el efecto dramático que aportaban a los paisajes devastados y a las ruinas destrozadas de Passchendaele en Battlefield 1.

Los gráficos de los Battlefield siempre han sido impresionantes, pero DICE quería traspasar el límite creativo yendo más allá de las técnicas de rasterización tradicionales.

«La rasterización se produce cuando una malla de triángulos que representa un modelo 3D de un objeto se convierte en píxeles en la pantalla», explicó Christian Holmquist, director técnico de DICE.

Las esquinas de estos triángulos son conocidas como vértices e interactúan con los otros vértices dentro de la misma malla. La rasterización determina qué píxeles se superponen en cada triángulo según la vista actual y, a continuación, evalúa el color de cada píxel a medida que aparece en pantalla.

El problema es que, como Christian señaló, «la rasterización puede hacer muy difícil que los objetos interactúen entre sí, porque cada triángulo necesita información sobre la escena en su totalidad para poder generarse correctamente».

Sin embargo, se ha desarrollado un nuevo método para crear efectos visuales realistas mediante el trazado de rayos en tiempo real. Esta técnica, asociada a las películas generadas por ordenador, permitirá a los jugadores experimentar unos gráficos de un realismo durante el juego nunca antes visto.

Christian no ocultó su entusiasmo al describirlo como «algo que hemos perseguido durante mucho tiempo». «Se nos da de maravilla dibujar objetos de forma aislada y darles una apariencia casi perfecta, pero el Ray Tracing marcará de verdad la diferencia en los reflejos, las sombras y la iluminación global a la hora de que los objetos interactúen entre ellos».

El Ray Tracing también tiene el potencial de superar los límites conocidos para los reflejos, la iluminación indirecta, la oclusión ambiental y el Fresnel, además de cómo se refleja la luz a diferentes intensidades en función de los ángulos de visión.

«¡La primera vez que implementamos el Ray Tracing en tiempo real en nuestros mapas de Rotterdam y del fiordo ártico fue algo increíble!», recuerda emocionado Christian.

Básicamente, un algoritmo traza la trayectoria de la luz desde diversos puntos de vista diferentes y simula la forma en la que interactúa con los objetos 3D en una escena. A medida que el rayo se mueve a lo largo de la escena, este va acumulando información del color y la luz de todos los objetos que se encuentra a lo largo del camino. Estas interacciones se combinan para generar el color final del píxel que se muestra en la pantalla.

Refleja con precisión los elementos del entorno que los rodea al trazar superficies uniformes como ventanas, coches, tanques, farolas, baldosas, charcos y armas.

También se ven reflejos en los objetos 3D con microestructuras, subestructuras, superficies con rugosidad o que sean cóncavos o transparentes, igual que en la vida real. Al igual que ocurre en la vida real, «los reflejos se mantienen en un lugar independientemente de que un jugador se mueva a su alrededor o no», añadió Christian. «No importa lo compleja que sea una superficie o una escena, con el Ray Tracing siempre se logra el resultado adecuado».

«Los reflejos no siempre serán perfectos, pero, por ejemplo, los jugadores podrán sentir una explosión detrás de ellos y luego verán partículas de la explosión reflejadas en la superficie de un vehículo», señaló.

Con la rasterización no es posible reflejar eficazmente los objetos que estén fuera de la pantalla. Esto se debe a una limitación de la técnica de reflejo del espacio en pantalla estándar (SSR en inglés). Esta técnica reutiliza los datos de los píxeles del espacio de la pantalla para calcular los reflejos y se suele utilizar para crear reflejos sutiles en superficies mojadas del suelo o en charcos. Recuerda la cubierta de vuelo mojada en Battlefield™ 3, cuando la teniente Jennifer Hawkins se sube a su F18 en la misión Cacería.

Pero, al renderizar los reflejos del juego en tiempo real para que se alineen perfectamente con las otras fuentes de iluminación del mundo y los materiales emisivos del juego, logramos recrear una experiencia mucho más realista y creíble. Como ya dijo Christian: «El mundo de Battlefield V debería parecer real, y punto».

Christian nos explicó que, naturalmente, tuvieron que enfrentarse a algunos retos: «La transparencia y la translucidez son siempre complicadas de renderizar, y con el trazado de rayos resulta todavía más difícil hacerlo. Las explosiones también son complicadas debido a la gran cantidad de partículas que hay que juntar para obtener el resultado visual correcto». Una vez que estos efectos están en su lugar, el rayo puede generar la valoración correcta del color. Esto es algo en lo que el equipo de renderizado se ha esforzado mucho.

Se ha logrado tras muchos esfuerzos y, según Christian, los avances en el Ray Tracing en tiempo real son «una de esas cosas que pasan a lo mejor una vez cada 10 años, como el salto generacional en los gráficos que vimos en la década de 1990 con la introducción de los gráficos 3D por aceleración de hardware».

Cuando le preguntamos por su opinión sobre el futuro del Ray Tracing, Christian respondió lo siguiente: «Los jugadores verán una calidad mucho mayor en las interacciones». Por ejemplo: reflejos aún mejores en las escenas dinámicas, niveles de detalle mucho mayores y verán cómo el Ray Tracing se utiliza para las sombras, la oclusión ambiental y la iluminación global difusa.

Gracias a la suma de la arquitectura de Ray Tracing de vanguardia y al minucioso trabajo del equipo de renderizado de DICE, Battlefield V para PC será uno de los

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Battlefield más innovadores hasta la fecha. Christian añadió: «El Ray Tracing en tiempo real crea una experiencia más física, inmersiva y llamativa visualmente y estamos encantados de que Battlefield V vaya a ser el primer juego en utilizar esta tecnología. Hemos estado trabajando mano a mano con NVIDIA para poder ofrecer a nuestros fans la tecnología de trazado de rayos y estamos decididos a seguir mejorando y optimizando DXR».

Los jugadores ya pueden experimentar por sí mismos y por primera vez la tecnología de Ray Tracing en tiempo real de DXR en Battlefield V con la serie de tarjetas gráficas de NVIDIA GeForce RTX 20.

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