NVIDIA: nuevo algoritmo RT que genera luz a partir de millones de fuentes

Como parte de SIGGRAPH 2020, los investigadores de NVIDIA (en colaboración con el Laboratorio de Computación Visual del Dartmouth College) han publicado recientemente un documento en el que se muestra el algoritmo Rostir (ReSTIR). Utilizando el Ray Tracing, es capaz de representar la iluminación directa dinámica y las sombras de millones de fuentes de luz en tiempo real.

NVIDIA: nuevo algoritmo de Ray Tracing que genera luz a partir de millones de fuentes

Al describir el algoritmo de Ray Tracing de ReSTIR, Benedikt Bitterli, uno de los autores del artículo y estudiante de doctorado de Dartmouth que acaba de obtener una beca de postgrado de NVIDIA para el año 2020, declaró:

«Nuestra idea clave fue reutilizar la información de los píxeles adyacentes espacial y temporalmente para informar qué rayos rastrear. Esta idea se asemeja a la moderna eliminación de ruido y antialiasing, pero mientras que la eliminación de ruido filtra los colores de los píxeles directamente, filtramos las probabilidades para ayudar a guiar los rayos para reducir el ruido futuro».

Kevin Margo, director creativo de CGI en NVIDIA, añadió:

«Esto provocará un cambio radical en la creación de contenidos. Esta investigación nos permite iluminar las escenas de forma intuitiva, colocando un número arbitrario de objetos emisivos que proyectan sombras dinámicas, y la iluminación ‘simplemente funciona’ en el renderizador».

ReSTIR remuestrea repetidamente un conjunto de muestras de luz candidatas y aplica más remuestreo espacial y temporal para aprovechar la información de las muestras cercanas relevantes.

En la impresionante demostración de video, este algoritmo de Ray Tracing logró hacer todo esto mientras trazaba 8 rayos por píxel como máximo, renderizando escenas que contenían hasta 3,4 millones de triángulos dinámicos y emisivos en menos de 50ms por cuadro. La GPU utilizada fue una GeForce RTX 2080Ti, con la excepción de la escena del Parque de Diversiones, que según los investigadores tenía mayores requerimientos de memoria y por lo tanto requería utilizar una tarjeta gráfica Titan RTX en su lugar.

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En general, este algoritmo es entre 6-60 veces más rápido que los métodos anteriores de última generación (como el Dynamic Many-Light Sampling for Real-Time Raytracing de Moreau et al., 2019) cuando se utiliza un estimador no sesgado y 35-65 veces más rápido cuando se utiliza un estimador sesgado (lo que reduce aún más el ruido a expensas de cierto oscurecimiento de la imagen y la pérdida de energía).

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ReSTIR todavía no está siendo utilizado hasta que el algoritmo alcance la madurez, pero todo apunta a que el Ray Tracing será el futuro de los vieojuegos y el diseño 3D en general, aportando un realismo a las escenas como nunca antes habíamos visto. Estos algoritmos ayudaran a mejorar el uso del Ray Tracing sin un costo demasiado alto para las actuales y futuras tarjetas gráficas. Os mantendremos informados.