- Ray tracing se usa en tiempo real como técnica híbrida junto a la rasterización para mejorar reflejos, sombras e iluminación sin perder interactividad.
- Path tracing es un método físicamente más completo que traza múltiples caminos de luz por píxel, prioriza la fidelidad y se emplea sobre todo como render offline.
- La diferencia práctica está en el equilibrio entre rendimiento y calidad: ray tracing limita muestras y rebotes por frame; path tracing acumula muestras hasta que la imagen converge.
- Los videojuegos modernos combinan ambos enfoques, reservando modos de path tracing casi completo para hardware potente y escenas donde la iluminación global marca la diferencia.
Si juegas en PC, trabajas con motores como Unreal Engine o simplemente te interesa cómo se generan las imágenes 3D, seguro que has oído hablar de ray tracing, path tracing y de vez en cuando de “full ray tracing”. Los términos se utilizan muchas veces de forma confusa en marketing, en artículos y hasta en foros técnicos, lo que hace que a nivel de usuario cueste mucho saber qué está pasando realmente en pantalla.
Para complicarlo un poco más, la mayoría de videojuegos actuales utilizan un renderizado híbrido que mezcla rasterización clásica con distintos tipos de trazado de rayos. Algunos se anuncian como “ray traced”, otros como “path traced”, otros como “iluminación completa por rayos”, y a veces todo significa algo diferente según el estudio o el motor gráfico que haya detrás.
Ray tracing, path tracing y “full ray tracing”: aclarando conceptos
La primera clave es entender que, en el fondo, tanto ray tracing como path tracing consisten en lanzar rayos y comprobar qué geometría tocan. Desde el punto de vista matemático es siempre “rayos contra triángulos” (o contra otras primitivas). Cambia el objetivo, el presupuesto de cálculo y cómo se combinan esos rayos con otras técnicas del motor.
En el lenguaje de la industria, ray tracing es un término paraguas que abarca prácticamente cualquier uso de rayos en el pipeline de render. Puede ser para reflejos, sombras, oclusión ambiental, iluminación global parcial… No implica necesariamente que toda la imagen se genere con rayos ni que haya infinidad de rebotes de luz; basta con que el motor recurra a rayos en algún punto del proceso.
El path tracing, por su parte, se considera un subconjunto más específico dentro del trazado de rayos. Aquí no solo se lanza un rayo por píxel andándose con cuidado, sino que se trazan caminos completos de luz que acumulan rebotes e iluminación indirecta utilizando técnicas estadísticas (Monte Carlo) hasta que la imagen “converge” y se ve limpia de ruido.
El concepto de “full ray tracing” se ha popularizado sobre todo en marketing de hardware y videojuegos para referirse a títulos que se acercan a un uso mucho más intensivo del trazado de rayos en prácticamente todos los componentes de la imagen. En la práctica, incluso esos proyectos que presumen de renderizado “totalmente por rayos” suelen seguir apoyándose en rasterización en ciertas etapas o para algunos objetos, ya sea por rendimiento o por limitaciones del motor.
Esto provoca que, como consumidor, sea relativamente difícil saber si un juego emplea un enfoque híbrido (raster + ray tracing), uno muy cercano al path tracing completo o algo intermedio que solo se aplica a determinados efectos visibles.
Qué es el ray tracing clásico en tiempo real
En el contexto de los videojuegos y de motores como Unreal Engine, cuando se habla de ray tracing se suele aludir a una técnica de renderizado enfocada a mejorar la calidad de reflejos, sombras y ciertos efectos de iluminación manteniendo la interactividad. Es decir, que puedas mover la cámara, jugar o trabajar en el editor con fluidez y sin esperar a que la imagen se recalcule durante segundos.
Para lograrlo, el motor se marca un presupuesto de cálculo muy ajustado por fotograma. Normalmente lanza un número limitado de rayos por píxel (a veces incluso menos de uno de media) y, en vez de perseguir un resultado perfecto físicamente, se apoya en varias ayudas típicas del tiempo real: denoising, reconstrucción temporal y cachés de información (en motores como Unreal, esto se ve claramente con sistemas como Lumen y su Surface Cache).
En esta configuración, el ray tracing no tiene por qué encargarse de la imagen completa. Lo habitual es que la geometría principal, los materiales básicos y el color inicial de los píxeles sigan determinados por la rasterización tradicional. Después, los rayos se usan para añadir información más precisa de reflejos, sombras de contacto, oclusión ambiental o cierta iluminación difusa, siempre en función de lo que permita el hardware y de las prioridades del proyecto.
Esta aproximación tiene la gran ventaja de que es mucho más eficiente para videojuegos. Permite reflejos creíbles, sombras mejor definidas y una sensación de volumen más realista sin disparar los tiempos de render. Pero también implica renunciar a una simulación completa de la luz y a muchos rebotes indirectos que sí son cruciales en métodos más avanzados.
Un detalle técnico interesante es que, en render en tiempo real, no siempre se trazan rayos desde la cámara para todos los píxeles. A menudo se genera primero un buffer de profundidad y normales mediante rasterización, y a partir de ahí se eligen posiciones en el mundo desde las que lanzar rayos. Esto reduce el trabajo, pero refuerza la idea de que hablamos de un pipeline híbrido, no de un trazado de rayos “puro”.
Path tracing: el enfoque físico y exhaustivo de la luz
El path tracing da un paso más allá y se plantea como un modelo físicamente más completo de cómo se propaga la luz en una escena. En lugar de quedarse en unos pocos rayos por píxel y luego “maquillar” el resultado, se opta por un enfoque estadístico: se trazan muchos caminos de luz desde la cámara (o desde las luces, según el integrador) que van rebotando de superficie en superficie hasta que la energía se pierde o el camino termina.
Cada uno de esos caminos es una muestra que representa una posible trayectoria que podría seguir un fotón en el mundo real. Como el comportamiento de la luz es inherentemente aleatorio cuando rebota en materiales rugosos, transparentes o translúcidos, el path tracing utiliza muestreo Monte Carlo para capturar esa aleatoriedad. El color final de cada píxel se obtiene promediando un gran número de estas muestras, teniendo en cuenta todos los emisores de luz de la escena.
Este proceso permite simular con enorme fidelidad fenómenos como la iluminación global completa (tanto directa como indirecta), reflejos complejos, refracciones múltiples, sombras suaves y penumbras detalladas. Cuantos más caminos se calculan por píxel, más se reduce el ruido y más limpia y estable se vuelve la imagen.
Aunque conceptualmente suena similar al ray tracing genérico, en la práctica el path tracing supone un salto en complejidad computacional. No se trata de lanzar un rayo y un rebote rápido para obtener un reflejo aproximado, sino de acumular muchos rebotes, muchas muestras por píxel y resolver los integrales de iluminación con bastante rigor físico. Esto es lo que hace que sea tan atractivo para cine, VFX y render científico, donde el tiempo de cálculo es secundario frente a la calidad.
Históricamente, por ese coste tan alto, el path tracing se ha usado sobre todo en render offline para películas y producción de imagen fija. Motores como Arnold, V-Ray, Renderman o el propio Path Tracer de Unreal en modo offline están pensados para que la imagen se vaya refinando con el tiempo: primero aparece ruidosa, y a medida que se acumulan muestras evoluciona hacia un resultado convergente y muy realista.
Diferencias clave entre ray tracing y path tracing
Si resumimos ambos enfoques desde la óptica práctica de un artista o un jugador, la diferencia fundamental está en qué prioriza cada uno: interactividad o fidelidad máxima. El ray tracing en tiempo real está diseñado para encajar dentro de un presupuesto de milisegundos por frame; el path tracing está orientado a que la imagen final se acerque al comportamiento físico de la luz, aunque eso lleve minutos u horas por fotograma.
En ray tracing en tiempo real, el motor suele limitar el número de muestras y rebotes por píxel. Para compensar esa escasez de información, recurre a técnicas de reconstrucción: acumulación temporal, filtrado espacial, denoising apoyado incluso en IA y diferentes tipos de cachés de iluminación y geometría. Todo esto ayuda a disimular el ruido y a mantener una sensación de continuidad entre frames.
En path tracing, en cambio, la imagen se construye de forma progresiva y sin tanta dependencia de estos “truquillos” de tiempo real. Al principio se ven granos y artefactos, pero cada nueva muestra aporta información estadística adicional. Con el tiempo suficiente, la solución converge hacia un estado estable en el que sombras, reflejos difusos, luz rebotada y color global de la escena resultan muy coherentes.
Desde el lado de la experiencia visual, se nota especialmente en cómo se comporta la iluminación indirecta. Con ray tracing en tiempo real, la luz que rebota varias veces suele estar más limitada o aproximada; con path tracing, ese “baño de luz” que se reparte por paredes, techos y objetos se resuelve de manera mucho más natural, eliminando muchas zonas irrealmente oscuras o luces que no terminan de justificarse.
La contrapartida evidente es que requiere mucha más potencia de cálculo. El tiempo de render depende directamente de la resolución (cuántos píxeles), del número de samples por píxel, de la complejidad de los materiales y del número de rebotes de luz que se permiten. En interiores con vidrio, metal y luces pequeñas, por ejemplo, las trayectorias suelen ser especialmente costosas y exigen más muestras para limpiar el ruido.
Ray tracing y path tracing en videojuegos modernos
Con la llegada de las GPUs RTX de NVIDIA y el soporte de hardware para trazado de rayos, muchos juegos AAA empezaron a incorporar efectos de ray tracing en tiempo real sobre motores basados mayoritariamente en rasterización. En esos primeros títulos, los rayos se usaban sobre todo para reflejos en superficies brillantes, sombras de calidad superior y oclusión ambiental más creíble.
Con el tiempo, algunos proyectos han ido más allá y han comenzado a introducir modos basados en path tracing o en trazado de rayos muy intensivo. Títulos como Cyberpunk 2077 con su modo “Overdrive”, Alan Wake 2 o ciertas versiones de Minecraft con path tracing muestran escenas donde toda la iluminación, reflejos y sombras proceden de una simulación global por rayos, con resultados impresionantes pero un coste enorme en rendimiento.
En estos casos, se habla a menudo de renderizado “full ray tracing” o “path traced” porque la aportación de la rasterización se reduce al mínimo. Aun así, en la práctica suele seguir habiendo partes del pipeline donde se recurre a técnicas clásicas por motivos de optimización o compatibilidad; por ejemplo, algunos elementos de interfaz, efectos de postprocesado o ciertos pasos intermedios de la geometría.
Para el usuario final, lo que se percibe es un aumento notorio en la coherencia de la iluminación global: escenas nocturnas donde las luces de neón bañan correctamente el entorno, interiores donde la luz que entra por la ventana rebota varias veces y colorea la habitación, reflejos múltiples en cristales y superficies metálicas que respetan bien tanto la iluminación primaria como la secundaria.
Eso sí, todo este salto de calidad llega acompañado de requisitos de hardware elevadísimos. Los modos de path tracing en juegos comerciales suelen apoyarse además en tecnologías como DLSS, FSR o técnicas de reconstrucción de imagen asistidas por IA para hacer viable el rendimiento, escalando desde resoluciones internas más bajas y compensando parte del coste de disparar tantos rayos.
Ray tracing y path tracing en Unreal Engine: interacción frente a fidelidad
En Unreal Engine la diferencia entre ray tracing y path tracing se nota mucho en el objetivo con el que se usa cada uno. El trazado de rayos clásico se emplea para trabajar en tiempo real: mover la cámara en el viewport, ajustar materiales, iluminar la escena y, en general, tomar decisiones creativas con respuesta instantánea.
Para conseguirlo, el motor utiliza pocas muestras por frame y se apoya en denoising, acumulación temporal y sistemas como Lumen. Lumen, de hecho, mezcla trazado de rayos con cachés inteligentes (Surface Cache y sus “Cards”) que almacenan una representación simplificada de las superficies cercanas. Así, al recalcular la iluminación, no hay que empezar de cero en cada fotograma, y se pueden mantener tasas de refresco adecuadas.
El path tracing de Unreal, en cambio, está pensado como herramienta de render offline dentro del propio motor. En lugar de mantener 30, 60 o 120 FPS, se asume que la cámara, los materiales y las luces ya están definidos, y el objetivo pasa a ser que la imagen resultante alcance el máximo nivel de fidelidad posible. Se configuran samples por píxel, número de rebotes y resolución, y se deja que el render avance hasta que converge.
En visualización arquitectónica (Archviz), por ejemplo, es muy común usar ray tracing y Lumen para iterar la escena de forma fluida mientras se deciden encuadres, intensidades de luz o acabados de materiales. Después, una vez el cliente o el equipo ha validado todo, se activa el path tracing para generar los renders finales con sombras suaves, reflejos complejos y una iluminación interior que “respira” mucho más realismo.
Esta forma de trabajar demuestra que no se trata tanto de elegir entre uno u otro de forma excluyente, sino de entenderlos como dos herramientas encadenadas dentro del mismo flujo de producción: primero iteras en tiempo real con ray tracing, luego cierras planos definitivos con path tracing cuando la prioridad absoluta es la calidad.
Ray casting, ray tracing y path tracing: terminología y matices
Otro punto que genera confusión es la terminología: ray casting, ray tracing y path tracing. A nivel conceptual, lanzar (“cast”) un rayo y seguir (“trace”) su recorrido viene a ser lo mismo: se proyecta una línea en el espacio y se comprueba contra qué geometría choca y qué información devuelve.
En la jerga de gráficos por ordenador, se suele considerar que ray casting es la forma más simple de usar rayos. Históricamente se ha asociado a motores antiguos tipo Doom o Duke Nukem, donde se lanzaban rayos en 2D para determinar distancias a paredes y simular un entorno pseudo-3D. Más en general, ray casting implica lanzar un rayo sin preocuparse por rebotes complejos: una sola intersección y listo.
Ray tracing, en cambio, se usa como término genérico para cualquier pipeline que incorpore rayos con potencial de varios rebotes. En un contexto moderno, “hacer ray tracing” en un juego suele significar que se están empleando rayos para reflejos, sombras, GI parcial, etc., con uno o más rebotes según el caso, y casi siempre combinado con rasterización.
Dentro de este paraguas, el path tracing se sitúa como la variante físicamente basada que usa Monte Carlo para calcular la ecuación de la iluminación global. A grandes rasgos puede verse como “ray tracing + cálculo estadístico exhaustivo de los caminos de luz”, con énfasis en la convergencia de la imagen y en la coherencia energética de la simulación.
En la práctica, las fronteras entre estos términos no siempre están claras y muchos desarrolladores los usan de forma algo laxa. Lo importante es entender de fondo qué se está calculando realmente: cuántos rebotes, cuántas muestras y con qué nivel de dependencia de trucos de tiempo real.
Cómo saber si un juego usa render híbrido o casi todo por rayos
Desde el punto de vista del consumidor, no siempre resulta evidente si un título está mezclando rasterización con ray tracing puntual o si se acerca más a un render completamente basado en caminos de luz. No obstante, hay varias pistas que permiten intuirlo, además de la información oficial que puedan dar el estudio o el fabricante de la GPU.
Una señal fuerte es el tipo de modo gráfico que se ofrece en el menú. Si ves opciones como “Reflejos por ray tracing”, “Sombras RT” u “Oclusión ambiental RT” por separado, y se activan de manera específica, lo más probable es que se trate de un render híbrido clásico en el que solo ciertos efectos se resuelven con rayos.
Si en cambio el juego habla de un modo especial, a menudo etiquetado como “Path Tracing”, “Overdrive”, “Full Ray Tracing” o similar, y al activarlo cambia radicalmente el aspecto de la escena (sobre todo en interiores y condiciones de iluminación difíciles), es probable que buena parte de la iluminación global y los reflejos se estén resolviendo con caminos de luz completos. En estos casos suele ser imprescindible recurrir a reescalado por IA y a hardware de gama muy alta para conseguir FPS jugables.
Otra pista es cómo se comporta la iluminación indirecta y los reflejos múltiples. En modos híbridos es frecuente ver algunas incoherencias: sombras algo más duras de lo esperable, zonas interiores demasiado oscuras sin justificación o reflejos que desaparecen fuera de ciertos ángulos. En configuraciones cercanas al path tracing, la luz tiende a repartirse de forma más uniforme por toda la escena y los reflejos secundarios suelen mantenerse incluso en situaciones complejas.
Por último, merece la pena revisar la documentación técnica oficial, notas de desarrollo, entrevistas y análisis especializados. Muchos estudios explican de forma más detallada qué partes de su pipeline están realmente trazadas por rayos y cuáles siguen dependiendo de la rasterización tradicional, lo que ayuda a separar el marketing del funcionamiento real del motor.
En definitiva, entender cómo encajan ray tracing, path tracing y sus variantes en el render moderno permite leer con más criterio lo que promete cada juego o motor, interpretar mejor las opciones gráficas y, sobre todo, decidir dónde tiene sentido sacrificar rendimiento a cambio de una iluminación y unos reflejos de aspecto verdaderamente físico.
