Rayos hacia arriba: descodificación de la Reconstrucción de Rayos DLSS 3.5 con IA

El renderizado neuronal mejora la calidad de las imágenes trazadas por Ray Tracing, sustituyendo los eliminadores de ruido manuales por una red de inteligencia artificial que genera píxeles de mayor calidad entre los rayos muestreados.
por Larissa Machado

Nota del editor: Este post forma parte de la serie AI Descodificada, que desmitifica la IA haciendo la tecnología más accesible, y que muestra nuevo hardware, software, herramientas y aceleraciones para usuarios de PCs RTX.

La IA continúa aumentando el nivel de los juegos de PC.

DLSS 3.5 con Reconstrucción de Rayos crea imágenes de ray tracing de mayor calidad para juegos y aplicaciones de ray tracing intensivo. Este avanzado renderizado neural basado en IA es una función revolucionaria que mejora la calidad de las imágenes ray tracing para todas las GPUs GeForce RTX, superando a los tradicionales eliminadores de ruido manuales mediante el uso de una red de IA entrenada por un supercomputador NVIDIA. El resultado es una mejora de los efectos de iluminación como los reflejos, la iluminación global y las sombras para crear una experiencia de juego más realista y envolvente.

Rayo de Luz

El ray tracing es una técnica de renderizado que puede simular de forma realista la iluminación de una escena y sus objetos mediante la representación de reflejos, refracciones, sombras e iluminación indirecta físicamente precisos. El ray tracing genera imágenes gráficas por computadora trazando la trayectoria de la luz desde la cámara de visión que determina la vista de la escena a través del plano de visión 2D, hacia la escena 3D y de vuelta a las fuentes de luz. Por ejemplo, si los rayos inciden en un espejo, se generan reflejos.

Una visualización de cómo funciona el ray tracing.

Es el equivalente digital a los objetos del mundo real iluminados por rayos de luz y la trayectoria que sigue la luz desde el ojo del espectador hasta los objetos con los que interactúa la luz. Esto es el ray tracing.

Sin embargo, existen limitaciones. El resultado es una imagen ruidosa, moteada y con lagunas, lo bastante buena para determinar el aspecto que debería tener la escena cuando se traza un rayo. Para rellenar los píxeles que faltan y que no se han trazado con rayos, los desnaturalizados manuales utilizan dos métodos diferentes: acumulan temporalmente los píxeles de varios fotogramas y los interpolan espacialmente para mezclar los píxeles vecinos. De este modo, la imagen sin procesar se convierte en una imagen por ray tracing.

Esto aumenta la complejidad y el costo del proceso de desarrollo y reduce la velocidad de fotogramas en los juegos con ray tracing, en los que varios eliminadores de ruido funcionan simultáneamente para diferentes efectos de iluminación.

DLSS 3.5 Ray Reconstruction introduce una red neuronal de inteligencia artificial entrenada por un supercomputador NVIDIA que genera píxeles de mayor calidad entre los rayos muestreados. Reconoce diferentes efectos de ray tracing para tomar decisiones más inteligentes sobre el uso de datos temporales y espaciales reteniendo la información de alta frecuencia para obtener un escalado de calidad superior. Además, reconoce patrones de iluminación a partir de sus datos de entrenamiento, como los de iluminación global u oclusión ambiental, y los recrea en el juego.

Portal con RTX es un gran ejemplo de reconstrucción de rayos en acción. Con DLSS OFF, el eliminador de ruido se esfuerza por reconstruir las sombras dinámicas junto al ventilador en movimiento.

Con DLSS 3.5 y la reconstrucción de rayos activada, el eliminador de ruido se entrena con IA y reconoce ciertos patrones asociados a las sombras y mantiene la imagen estable, acumulando píxeles precisos mientras mezcla los píxeles vecinos para generar reflejos de alta calidad.

Aprendizaje Profundo, Juegos Avanzados

La reconstrucción de rayos es sólo uno de los avances gráficos de IA que multiplican el rendimiento en DLSS. La Superresolución, base de DLSS, muestrea múltiples imágenes de baja resolución y utiliza los datos de movimiento y la información de fotogramas anteriores para reconstruir imágenes de calidad nativa. El resultado es una alta calidad de imagen sin comprometer el rendimiento del juego.

DSLSS 3 introdujo la generación de fotogramas, que aumenta el rendimiento mediante el uso de IA para analizar los datos de los fotogramas circundantes y predecir el aspecto que debería tener el siguiente fotograma generado. Estos fotogramas generados se insertan entre los fotogramas renderizados. La combinación de los fotogramas generados por DLSS con DLSS Super Resolution permite a DLSS 3 reconstruir siete octavos de los píxeles mostrados con IA, lo que aumenta la velocidad de fotogramas hasta 4 veces en comparación sin DLSS.

Puesto que la generación de fotogramas DLSS se procesa (se aplica después del renderizado principal) en la GPU, puede aumentar la frecuencia de fotogramas incluso cuando el juego está saturado por la CPU.

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