¿Qué son los mapas de sombras en los videojuegos?

Las sombras no solo sirven para dar un toque visual. Hacen que los mundos de los videojuegos parezcan reales, y sin ellas, incluso los entornos más detallados parecen planos y sin vida. Al igual que la oclusión ambiental y la iluminación global, los mapas de sombras sirven para que tus videojuegos parezcan más realistas. Una de las técnicas más comunes para renderizar sombras en tiempo real es el mapeo de sombras, un método que permite a los desarrolladores de videojuegos añadir profundidad y realismo sin afectar al rendimiento.

El mapeo de sombras funciona mediante un proceso de dos pasos. El primero crea una textura de mapa de sombras desde la perspectiva de la fuente de luz. Este mapa almacena información de profundidad, registrando la distancia a la que se encuentran los objetos de la luz. El segundo paso se renderiza desde el punto de vista del jugador, donde el juego compara cada píxel con el mapa de sombras. Si un píxel está más lejos de lo que registra la luz, cae en la sombra. Si coincide o está más cerca, permanece iluminado. Este enfoque es eficaz y funciona bien con la iluminación dinámica, por lo que ha sido un elemento básico en los gráficos de los juegos en tiempo real durante años.

Sin embargo, los mapas de sombras tienen sus limitaciones. Dado que dependen de una textura, la resolución es importante. Los mapas de sombras de baja resolución pueden provocar bordes visibles irregulares o un brillo evidente al moverse. Por desgracia, aumentar la resolución no es una solución fácil, ya que los mapas de sombras de alta resolución requieren más memoria y potencia de procesamiento. Los desarrolladores suelen utilizar técnicas como los mapas de sombras en cascada o el filtrado para suavizar estos artefactos.

La mayoría de los juegos te permiten ajustar la calidad de las sombras en la configuración de gráficos. Las opciones más comunes incluyen:

• Calidad de las sombras: ajusta la resolución y el filtrado. Los ajustes más altos proporcionan sombras más nítidas y precisas, pero requieren más potencia de la GPU.
• Sombras suaves: añade bordes más suaves para lograr un aspecto más natural.
• Sombras dinámicas: habilita las sombras que se mueven y actualizan con los objetos y las luces.
• Sombras de contacto: mejora el realismo añadiendo sombras sutiles donde los objetos tocan las superficies.
• Distancia de las sombras: controla la distancia a la que se renderizan las sombras desde la cámara. Al aumentar este valor, se mejora el detalle a larga distancia, pero se ve afectado el rendimiento.

Al igual que con la mayoría de las configuraciones de los juegos, vale la pena experimentar para encontrar el punto óptimo en el que la fidelidad visual sea excelente sin afectar negativamente a la velocidad de fotogramas.

El trazado de rayos adopta un enfoque diferente. En lugar de basarse en un mapa precalculado, simula las trayectorias reales de los rayos de luz a medida que rebotan en una escena. Esto produce sombras más precisas, suaves y naturales, especialmente en escenarios de iluminación complejos. La contrapartida es el rendimiento. El trazado de rayos es computacionalmente costoso, por lo que solo recientemente se ha vuelto viable para el renderizado en tiempo real gracias a las GPU modernas y tecnologías como DLSS.

Los mapas de sombras siguen siendo mucho menos exigentes en cuanto a hardware, lo que los convierte en la opción predeterminada para la mayoría de los juegos. Incluso con ajustes de alta calidad, los mapas de sombras suelen suponer una fracción del impacto en el rendimiento en comparación con las sombras trazadas por rayos. Habilitar el trazado de rayos puede reducir significativamente la velocidad de fotogramas, por lo que los jugadores a menudo necesitan equilibrar la fidelidad visual con una jugabilidad fluida. Para muchos, los mapas de sombras ofrecen el mejor compromiso entre realismo y rendimiento.