DirectX está a punto de experimentar un cambio muy significativo en el trazado de rayos

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Los videojuegos son una parte importante del ecosistema de la informática. Desde la aparición de los primeros videojuegos en las décadas iniciales de esta industria, su evolución ha sido enorme, dando lugar a innumerables géneros, tecnologías y formas de jugar.

En 2018, Microsoft introdujo DirectX Raytracing (DXR), una de las novedades más importantes de DirectX para el procesamiento de gráficos mediante trazado de rayos. Ahora, Microsoft está preparando lo que considera la actualización de DXR más significativa desde su debut, incorporando nuevas tecnologías destinadas a conseguir actualizaciones más eficientes de las escenas gestionadas por la GPU.

Entre estas novedades encontramos Clustered Geometry y Partitioned TLAS (PTLAS). Ambas buscan reducir determinados costes asociados a la construcción y actualización de las estructuras de aceleración que utiliza el ray tracing. En lugar de reconstruir grandes estructuras cuando únicamente han cambiado ciertas partes, estas tecnologías permiten trabajar de una manera más localizada y eficiente. Por tanto, no se trata de almacenar o reutilizar «texturas», sino de optimizar la geometría y las estructuras que permiten a la GPU recorrer una escena mediante ray tracing.

¿Qué son y cómo se comportan Clustered Geometry y Partitioned TLAS en DirectX?

Clustered Geometry

Clustered Geometry es una nueva técnica de DirectX Raytracing (DXR) diseñada para hacer más eficiente la construcción de las estructuras utilizadas en escenas 3D complejas. Divide la geometría en pequeños grupos reutilizables de triángulos, denominados clústeres, en lugar de tratar determinados conjuntos geométricos como grandes unidades que deben reconstruirse.

De esta forma, aplicaciones con animación, geometría generada o contenido en streaming pueden trabajar con bloques más pequeños. Microsoft explica que esto permite reducir el coste conjunto de construcción de las estructuras de aceleración y puede hacer viable utilizar para ray tracing geometría con un nivel de detalle similar al empleado durante la rasterización. En términos sencillos, la GPU puede trabajar con pequeñas piezas reutilizables de geometría en lugar de reconstruir grandes estructuras desde los triángulos originales cada vez.

Partitioned TLAS (PTLAS)

Partitioned TLAS (PTLAS) aplica un concepto similar, pero a la estructura de aceleración de nivel superior que representa las instancias de la escena. Actualizar una TLAS tradicional puede resultar costoso en mundos muy grandes aunque únicamente hayan cambiado unas pocas instancias. PTLAS busca que el coste de actualización esté relacionado con la cantidad de elementos que realmente han cambiado, en vez de con toda la escena. [

Para conseguirlo, las instancias pueden organizarse en particiones. Los grupos que no reciben modificaciones pueden conservar su estructura entre fotogramas, mientras el trabajo se concentra en las zonas que realmente han cambiado. En resumen, Clustered Geometry optimiza la construcción de estructuras asociadas a la geometría, mientras que PTLAS permite realizar actualizaciones más localizadas de la estructura que representa la escena. Ambas tecnologías pueden emplearse de forma independiente o conjuntamente.

Por el momento, estas funciones se encuentran en versión preliminar (preview). Además, su disponibilidad dependerá de que los fabricantes implementen y validen los controladores correspondientes para las diferentes generaciones de hardware compatible. Microsoft señala que estas funciones no requieren nuevas capacidades de hardware más allá del soporte de ray tracing existente, aunque la compatibilidad final puede variar según la GPU y sus controladores.

Estamos, por tanto, ante una evolución especialmente interesante para el futuro del ray tracing. Su objetivo es reducir trabajo innecesario durante la construcción y actualización de las estructuras de aceleración, algo particularmente relevante en escenarios grandes, dinámicos y con geometría compleja.

Siempre a su servicio.

Fuente de información: SOFTZone.
Fuente técnica de contraste: Microsoft DirectX Developer Blog.

🔑 Contenido clave

• DirectX Raytracing (DXR) apareció en 2018 y Microsoft presenta esta actualización como la más significativa para DXR desde entonces.
• Clustered Geometry divide la geometría en pequeños clústeres reutilizables de triángulos, reduciendo el coste conjunto de construcción de estructuras de aceleración.
•  Partitioned TLAS divide la gestión de las instancias de una escena en particiones, permitiendo concentrar las actualizaciones donde se producen cambios.
• El objetivo conjunto es conseguir actualizaciones de escenas más eficientes y dirigidas por la GPU.
• Clustered Geometry y PTLAS pueden utilizarse juntas o por separado.  
• No requieren capacidades de hardware adicionales al soporte de ray tracing existente, aunque la disponibilidad dependerá de los fabricantes y controladores compatibles.  
•  Actualmente se presentan como tecnologías en fase preview, por lo que todavía pueden evolucionar antes de su lanzamiento definitivo.