Renderizado: qué es y por qué es tan importante en los juegos

Cuando se habla de renderizado (rendering), no estamos refiriendo a la forma que tiene un ordenador de transformar información en escenas o imágenes en 2D o 3D. Además, también habrás escuchado alguna vez el término rasterización, que es una forma más específica de llamar al proceso de transformación de vectores en imágenes basadas en píxeles. Pues bien, en este artículo vamos a explicarte qué es y todo lo que debes saber…

¿Qué es el renderizado?

Como bien debes saber, dentro de la arquitectura de GPU o de la CPU, se pueden procesar datos para convertir ciertos valores de información en una imagen gráfica. Para ello, estas unidades de procesamiento tomarán un conjunto de instrucciones y las ejecutarán múltiples veces sobre distintos datos para obtener los valores necesarios que se necesitan para obtener datos espaciales, de texturas, colores, iluminación, y otros efectos.

Tipos de renderizado

Existen varios tipos de renderizado, como puedes imaginar. Y estos tipos se pueden catalogar según diversos factores:

Renderizado por CPU

Una forma de realizar el renderizado es usando la CPU en vez de la GPU. De hecho, hace unos años, las CPUs se encargaban también de esto, antes de que se comenzaran a lanzar los primeros aceleradores gráficos o tarjetas gráficas.

Como sabes, la CPU sobresale especialmente en el manejo de tareas más pesadas, mientras que la GPU destaca en manejar muchas tareas sencillas de forma simultánea. Por tanto, la unidad más adecuada para el renderizado es una GPU, aunque eso no quita que la CPU sea capaz de ello.

Las GPU son notablemente más rápidas que las CPU en ciertas tareas, como es el caso de la generación de gráficos debido a la gran cantidad de datos que se tienen que manejar de forma simultánea. Por tanto, cuando se trata de renderizar, la CPU puede servir, pero lo ideal sería realizarlo mediante la GPU. De hecho, muchos de los software de renderizado actuales usan directamente la GPU y no dan opción a usar la CPU para ello.

Ventajas y desventajas del renderizado por CPU

Entre las ventajas están:

• Desarrollar para la CPU es más fácil, y los desarrolladores generalmente están más familiarizados con la CPU que con la GPU.
• Se pueden implementar algoritmos que no son adecuados para el paralelismo.
• La CPU tiene acceso directo a las unidades de almacenamiento y a la memoria principal, lo que permite un acceso a los datos más fácil.
• Los programas de CPU tienden a ser más estables debido a la mayor madurez de las herramientas disponibles.

Por otro lado, las desventajas son:

• La CPU no está hecha para alcanzar tanto paralelismo como una GPU, ni tampoco especialmente diseñada para procesamiento gráfico, por lo que es notablemente más lenta.
• Energéticamente es más ineficiente, al tener que gastar mayor cantidad de energía para obtener los mismos resultados.

También te invito a leer nuestra guía con las mejores CPUs del mercado.

Renderizado por GPU

Por otro lado, el renderizado también se puede realizar por la GPU, lo que resulta más eficiente y con mayor rendimiento que por CPU. Además, estas unidades no solo tienen más núcleos de ejecución, también tienen unidades específicas especialmente creadas para acelerar tareas referentes a los gráficos y obtener mejores resultados.

Aunque no tengan acceso directo a los medios de almacenamiento y a la memoria RAM principal, suelen contar con VRAM dedicada. Aunque algunas GPUs, como las iGPUs o las APUs, sí que tienen acceso directo a estas memorias. Además, algunas tecnologías de reciente lanzamiento también están ayudando a corregir este impedimento. Por ejemplo, tecnologías como NVIDIA GPUDirect y AMD Smart Access Storage.

También te invito a leer nuestra guía sobre las mejores GPUs del mercado.

Ventajas y desventajas del renderizado por GPU

Entre las ventajas tenemos:

• Escalabilidad con la opción multi-GPU.
• Más eficiente y con mayor rendimiento que la CPU debido a su diseño.

Entre las desventajas tenemos:

• Las GPU no tienen acceso directo a la memoria del sistema principal ni a los discos duros y deben comunicarse a través de la CPU. Aunque, como he dicho, esto está cambiando…

El uso de CPU y GPU Rendering depende completamente de las necesidades de renderizado del consumidor. La industria de la arquitectura puede beneficiarse más del renderizado de CPU tradicional, que lleva más tiempo, pero generalmente genera imágenes de mayor calidad, aunque la mayoría de trabajos se hagan a través de la GPU por sus ventajas…

Renderizado por hardware vs software

El renderizado por software se refiere al proceso de generar una imagen a partir de un modelo a través del software en la CPU, independientemente de si existe o no un hardware acelerador de gráficos en el sistema. La representación de software se clasifica como representación de software en tiempo real, que se utiliza para representar de forma interactiva una escena en aplicaciones tales como juegos, vídeos, imágenes, etc. Pero este tipo de renderizado podría tomar horas y horas frente al renderizado por hardware.

Por otro lado, está el renderizado por hardware, que es aquel renderizado que utiliza hardware dedicado, como el renderizado por GPU, que es capaz de a partir de unos puntos o vectores dados, triangular, generar polígonos y formas complejas, aplicar texturas, colorear, posicionar objetos en una escena y otros efectos como la iluminación mediante trazado de rayos, etc. En este caso, el rendimiento es superior.

Según la velocidad

También podemos ver otras dos categorías de renderizado: renderizado previo y renderizado en tiempo real. La notable diferencia entre los dos radica en la velocidad a la que se realiza el cálculo y la finalización de las imágenes:

• Renderizado en tiempo real: es la técnica utilizada en gráficos interactivos y juegos en los que las imágenes deben crearse a un ritmo rápido. Debido a que la interacción del usuario es alta en dichos entornos, se requiere la creación de imágenes en tiempo real. El hardware de gráficos dedicado y la precompilación de la información disponible han mejorado el rendimiento del renderizado en tiempo real.
• Renderizado previo: se utiliza en entornos en los que la velocidad no es una preocupación y los cálculos de la imagen se realizan mediante CPU en lugar de hardware de gráficos dedicado. Esta técnica de renderizado se usa principalmente en animación y efectos visuales, donde el fotorrealismo debe estar en el nivel más alto posible.

También pueden existir otros tipos de representación o renderizado, como la línea de exploración, el trazado de rayos, radiosidad, etc. Pero esto ya es otro tema, y lo más importante que debías saber sobre el renderizado ya lo sabes… ¡No olvides comentar!