La iluminación global es una tecnología de iluminación para juegos en 3D que intenta que las escenas parezcan más realistas simulando cómo se comporta la luz cuando rebota en las superficies para iluminar los objetos cercanos. Las técnicas más básicas se basan en lo que se denomina «iluminación directa», en la que una fuente de luz ilumina un objeto y nada más, lo que no es como funciona la luz en el mundo real. Con la iluminación global, o «iluminación indirecta», la luz puede rebotar en un objeto e iluminar también los objetos cercanos, lo que resulta mucho más realista y natural.
¿Cuál es un ejemplo de iluminación global?
Imagina un día soleado fuera, pero tú estás mirando el interior de una habitación oscura con ventanas a lo largo de la pared, y esas ventanas tienen persianas opacas. Al levantar las persianas, la luz del sol comienza a entrar en la habitación. Si utilizases técnicas básicas de iluminación, la luz incidiría en el suelo y tendría ángulos duros en los que solo iluminaría el suelo, y parecería una ventana en el propio suelo, o un rectángulo de luz.
Con la iluminación global, esa luz rebotaría e iluminaría el techo, así como el resto de la habitación. En esta situación, y en el mundo real, el suelo se convierte en una fuente de luz si tiene suficiente luz para pasar a los objetos cercanos. Puedes imaginar que la mayor parte de la habitación está bastante bien iluminada por la luz que entra por las ventanas, en lugar de solo iluminar el suelo. Puedes ver cómo queda en el vídeo a continuación.
¿Cómo se ve la iluminación global en los videojuegos?
El aspecto depende del juego y de cómo se implemente la iluminación, por lo que los resultados variarán mucho. Lo que no se ve muy a menudo son sombras muy marcadas, ya que no es así como se comporta la luz en el mundo real. A continuación se muestran tres ejemplos de cómo se ve en los juegos modernos para que puedas ver por ti mismo si te parece realista o no.
Indiana Jones y el gran círculo
Este juego ofrece iluminación global y trazado de rayos como opción para mejorarlo, y a continuación te mostramos cómo se ve.
En primer lugar, desactivamos el trazado de rayos y ejecutamos el juego con la iluminación global configurada en BAJA y ALTA. Como se puede ver a continuación, prácticamente no hay ninguna diferencia visible, ya que la lámpara proyecta una sombra muy dura y poco realista alrededor de su base, con una línea clara entre donde incide la luz y donde no.
A continuación, habilitamos el trazado de rayos completo, también conocido como Path Tracing, y dejamos la iluminación global configurada en ALTA. La diferencia es bastante notable. Como se puede ver a continuación, la luz ahora se dispersa alrededor de la base del pilar que sostiene la lámpara y es muy difusa, esencialmente en toda el área, con la luz rebotando en las paredes de roca e iluminando también el suelo. Las sombras duras que había antes han desaparecido, y las paredes rocosas que rodean la escena reflejan la luz por todas partes.
Cyberpunk 2077
Cyberpunk 2077 cuenta con trazado de rutas que permite la iluminación global, y con el trazado de rutas habilitado vemos un ejemplo claro de iluminación indirecta. Los pilares del lado derecho de la escena son casi completamente negros con el trazado de rayos desactivado, y luego se iluminan cuando se habilita el trazado de rutas porque el letrero de la pared ilumina el suelo frente a ellos.
Control
Este juego tiene iluminación global integrada, pero hay una opción para habilitar la iluminación difusa indirecta con trazado de rayos, que puede añadir algunos reflejos de luz a las superficies. En estas capturas de pantalla, fíjate en la tubería situada encima de la fuente de luz mientras deslizas el dedo hacia adelante y hacia atrás: verás cómo queda casi totalmente iluminada con la iluminación indirecta habilitada.
¿Cuáles son los inconvenientes de la iluminación global?
El principal inconveniente es que suele ir acompañado del trazado de rayos, por lo que se necesita una GPU potente para ejecutar un juego a 60 fps, aunque las tecnologías de escalado y generación de fotogramas pueden ayudar. El otro inconveniente es que esta tecnología no se encuentra en muchos juegos, ya que requiere una GPU potente y, si se integra, mucho trabajo por parte de los desarrolladores. Por lo general, solo se encuentra en juegos AAA para un solo jugador como Cyberpunk, Indiana Jones, Metro Exodus, Avatar: Frontiers of Pandora y títulos similares.
¿Cuáles son las ventajas de la iluminación global?
Las principales ventajas de la iluminación global son que hace que los juegos parezcan más realistas. Calcula cómo rebotaría la luz e iluminaría los objetos cercanos en el mundo real, lo que suele quedar muy bien.
¿Es lo mismo la iluminación global que el trazado de rayos?
No lo es, y una forma de verlo es que la iluminación global es el resultado de un proceso de renderizado, y el trazado de rayos es solo una forma de lograr ese resultado final, pero no es la única. Los artistas y programadores pueden simularlo realizando una enorme cantidad de trabajo previo calculando los rebotes de la luz y luego incorporando esa iluminación en las texturas y entornos del juego. Si eso requiere demasiados recursos, pueden recurrir al trazado de rayos, que es capaz de hacerlo en tiempo real dentro del juego, pero esto conlleva una importante penalización, ya que la mayoría de los jugadores aún no disponen de hardware capaz de ejecutar el trazado de rayos a 60 fps.