Presentamos una nueva herramienta para renderizado 3D en la web

Este artículo habla de una nueva herramienta para renderizar escenas 3D en la web. Tradicionalmente, el método utilizado ha sido la Rasterización, que ha sido la forma principal de crear imágenes desde que WebGL se lanzó en 2011. Aunque la rasterización es rápida, tiene problemas con Efectos de iluminación complejos, como cómo la luz rebota en las superficies o cómo los materiales interactúan con la luz. Para crear imágenes de alta calidad, la rasterización a menudo depende de efectos y imágenes prehechas. Este nuevo método, conocido como trazado de caminos, funciona de manera diferente y puede crear imágenes más realistas directamente en tu navegador. Aunque el trazado de caminos puede tomar más tiempo para renderizar, es más adecuado para productos detallados que a menudo se ven en entornos industriales donde se necesita alta personalización.

#¿Qué es el Trazado de Caminos?

El trazado de caminos es una técnica utilizada para producir imágenes realistas simulando el comportamiento de la luz. Traza los caminos que los rayos de luz tomarían al interactuar con las superficies en una escena. Este método proporciona mejores resultados para efectos de iluminación que la rasterización, especialmente para materiales que reflejan o refractan la luz, como el metal o el vidrio. Sin embargo, como es más complicado, el trazado de caminos requiere más poder de procesamiento y tiempo para renderizar cada imagen.

#Limitaciones de la Rasterización

La rasterización ha sido el método preferido para crear visuales en la web durante mucho tiempo. Funciona proyectando objetos 3D en una superficie 2D plana. Aunque es eficiente, no logra capturar algunos efectos de iluminación esenciales que crean imágenes realistas. Por ejemplo, tiene problemas con la iluminación global, que es cómo la luz rebota en una escena, influyendo en cómo vemos colores y sombras. Se han creado varios trucos, como mapas de sombras o reflejos en espacio de pantalla, para compensar estas limitaciones, pero pueden añadir complejidad y requerir más recursos de computación.

#Ventajas del Trazado de Caminos

El trazado de caminos aborda directamente las limitaciones de la rasterización. Al simular cómo se comporta la luz en la vida real, crea imágenes más precisas y visualmente satisfactorias. Históricamente, el trazado de caminos ha sido demasiado lento para su uso en tiempo real, lo que significaba que era más adecuado para animaciones pre-renderizadas en películas que para aplicaciones interactivas. Sin embargo, los avances en tecnología lo han hecho viable para su uso en aplicaciones web.

#Aplicaciones en el Mundo Real

Una de las áreas más emocionantes para esta herramienta es en el comercio electrónico. Las tiendas online a menudo tienen dificultades para ofrecer representaciones precisas de productos personalizables. Las páginas de productos tradicionales no pueden mostrar fácilmente todas las variaciones de un artículo. Usando el trazado de caminos, las empresas pueden crear una herramienta de configuración basada en la web que permite a los clientes ver todas las combinaciones posibles de sus productos en alta calidad. Esta capacidad ayuda a los clientes a visualizar lo que podrían comprar sin necesidad de crear imágenes para cada variación de antemano.

#Cómo Funciona la Herramienta

El nuevo trazador de caminos basado en la web utiliza WebGPU, un estándar web moderno diseñado para mejorar la eficiencia y el rendimiento en comparación con tecnologías más antiguas como WebGL. Esta herramienta permite materiales personalizables y puede cargar modelos 3D en un formato conocido como glTF.

El proceso comienza preparando la escena, que incluye cargar el Modelo 3D y configurar cómo se comportarán la luz y los materiales. El trabajo computacional principal se realiza utilizando la GPU, que maneja todos los cálculos necesarios para trazar los rayos de luz y renderizar la imagen final.

#Pasos en el Proceso de Renderizado

1. Cargar el Modelo: Se carga el modelo 3D en el sistema. El software lo convierte en un formato adecuado para renderizar.

2. Preparar la Escena: Después de cargar el modelo, el software estructura los objetos para ayudar a acelerar el proceso de renderizado.

3. Generación de Rayos: Se lanzan rayos de luz desde la vista de una cámara hacia la escena. La herramienta se asegura de variar un poco los rayos para obtener mejores resultados.

4. Trazar Rayos: La herramienta verifica dónde impactan estos rayos en los objetos de la escena. Luego calcula cuánto luz llega a la cámara desde estas interacciones.

5. Renderizar la Imagen: Después de todos los cálculos, la salida se renderiza y se muestra en el navegador web.

#Rendimiento y Velocidad

Renderizar con esta nueva herramienta toma alrededor de 10 milisegundos por muestra en buen hardware. Para crear una imagen final, alrededor de 200 muestras son típicas, lo que lleva un tiempo de renderizado de aproximadamente dos segundos para una imagen de alta calidad. Cuanto más complejo es el modelo y la iluminación, más muestras se necesitan para lograr la calidad visual deseada.

#Direcciones Futuras

Hay planes para mejoras futuras, incluyendo la implementación de características avanzadas y técnicas para mejorar la velocidad y calidad de renderizado. Las mejoras potenciales podrían incluir efectos de enfoque más profundos, iluminación volumétrica y mejores formas de eliminar ruido de la imagen final.

#Conclusión

El trazador de caminos basado en la web representa un avance significativo para renderizar escenas 3D en línea. Al usar WebGPU y enfocarse en la representación realista de materiales, esta herramienta ofrece una solución efectiva para industrias que necesitan mostrar productos en alta detalle y con alta variabilidad. Como no depende de imágenes pre-renderizadas, reduce la cantidad de almacenamiento y poder de procesamiento típicamente necesarios, mientras permite un renderizado inmediato basado en configuraciones del usuario. Esta tecnología trae nuevas oportunidades para la visualización 3D interactiva en la web, abriendo camino a displays de productos más realistas y mejores experiencias para el usuario.