O maior gargalo da renderização 3D sempre foi o traçamento de raios para calcular as diversas propriedades das luzes e materiais, desde o início da computação gráfica 3D foi o Ray-Tracing que limitou a quantidade de objetos e luzes na cena, a complexidade dos efeitos e materiais, até mesmo a qualidade da imagem e determinou a quantidade de parâmetros para configurar a renderização, pois é um processo muito pesado e demorado para ser realizado pelo processador do computador, fazendo a renderização levar horas mesmo nos computadores mais modernos dependendo da cena.

Para otimizar foi necessário aplicar vários tipos de interpolações em vez de calcular tudo realmente, exigindo diversos parâmetros para configurar a renderização de acordo com cada cena e correndo o risco de apresentar artefatos na imagem se determinado recurso não estivesse adequado.

Com o aumento no desempenho da renderização 3D nos últimos anos graças a aceleração de diversos recursos através da GPU da placa de vídeo, já que os processadores de PC evoluem muito lentamente, foi possível trabalhar com novos métodos usando pouquíssima interpolação e renderizando rapidamente, além de reduzir bastante os parâmetros de configuração e facilitar para todo mundo.

Porém, apesar de acelerado por GPU, o Ray Tracing ainda levava muito tempo para ser calculado impedindo o uso em aplicações Real-Time, por isso que os Games até hoje não chegaram no realismo perfeito em qualquer situação igual acontece nos Softs 3D, pois certos efeitos dependem puramente de Ray Tracing para serem produzidos com realismo absoluto.

Portanto, para solucionar este último problema e permitir a renderização fotorealista realmente em tempo real, a Nvidia desenvolveu novas placas de vídeo que são voltadas para o processamento de Ray Tracing, revolucionando o realismo dos Games e tornando possível a renderização 3D fisicamente correta em Real-Time.

Veja abaixo a animação cheia de reflexos e renderizada em tempo real feita pela Nvidia para mostrar o poder das novas placas RTX.

A revolução é tão grande que mudou a forma de calcular o poder de processamento das placas gráficas, pois até agora era medido em Flops, o acrônimo de Floating-point Operations Per Second (Operações de ponto flutuante por segundo), o mesmo método usado para medir o poder de processamento das CPUs dos PCs e já estava na casa das dezenas de Teraflops nas placas de vídeo amadoras como as GTX.

A partir de agora o poder das novas placas RTX será medido de acordo com a quantidade de raios que elas conseguem calcular por segundo, uma operação muito mais complexa do que o cálculo com casas decimais igual no caso dos Flops.

As placas RTX iniciam sua linha já na casa dos Gigarays, ou seja, as melhores GeForce RTX calculam até 10 bilhões de raios por segundo.

Desta forma, a utilização de reflexos e refrações realistas em Games se torna possível, assim como efeitos de GI em Real-Time e translucência com qualidade fotográfica, além de propiciar a tão sonhada renderização fisicamente correta em tempo real, mas terá limites, pois 10 Gigarays ainda não é o suficiente para renderizar qualquer cena.

Entretanto, a evolução vai continuar e em breve também chegará nos Terarays, calculando trilhões de raios por segundo e quando isso acontecer, a renderização como conhecemos, que ainda precisa configurar diversos parâmetros e esperar para ver a imagem final, vai desaparecer, pois bastará adicionar luzes e materiais na cena para sempre ver tudo com qualidade final na própria Viewport.

Aos poucos a fase da suavização do granulado vai sumir completamente e a renderização será imperceptível, a própria Chaos Group já desenvolveu um novo sistema de renderização para Real-Time chamado Project Lavina, você pode ver o vídeo de exemplo abaixo.

A cena de exemplo é uma Vrscene comum gerada no V-Ray do 3ds max, tem 20 modelos diferentes de árvores, cada uma contendo de 2 a 4 milhões de triângulos e foram criadas 80 mil instâncias, junto com o terreno somam 300 bilhões de polígonos e nada foi rasterizado, tudo foi gerado por Ray Tracing.

Portanto, não tem Level Of Detail, oclusão de objetos que não estão visíveis e nenhum outro tipo de otimização, a cena toda é calculada em tempo real rodando a 25 FPS (Frames Per Second).

Segundo a Chaos Group, a tecnologia por enquanto ficará separada do V-Ray Next, mas será adicionada nos renderizadores da empresa assim que estiver robusta o suficiente, não confirmaram se o primeiro a recebê-la será o V-Ray ou o Corona, porém, informaram que parte da tecnologia já está sendo implementada no V-Ray GPU para renderizar cenas maiores do que a capacidade da memória da placa de vídeo.

Também fizeram testes com o V-Ray nas novas placas RTX e prometem otimizá-lo para tirar o melhor proveito da tecnologia.

Abaixo você pode ver o vídeo mostrando um dos primeiros testes antes do lançamento das placas RTX no mercado.

Ainda publicaram um artigo mostrando a diferença de desempenho do V-Ray entre as placas GTX e RTX antes da otimização para a nova tecnologia, acesse clicando aqui.

Isso mostra que a diferença de desempenho ainda não será sentida nitidamente até que os atuais renderizadores sejam atualizados para a nova tecnologia.

Outras empresas de Render também estão empolgadas e pretenden implantá-la, como a Otoy com o Octane mostrada no vídeo abaixo.

Uma das mais interessadas é a Epic Games, que prometeu implantar Ray Tracing Real-Time para reflexos e refrações na versão 4.22 do Unreal e atualmente está na versão 4.21.

O exemplo abaixo mostra a renderização Real-Time do Porsche 911 Speedster no Unreal Engine contendo translucência, reflexões, Area Light e GI calculados em tempo real com as placas Quadro RTX.

Vale lembrar que Games e VR usam Ray Tracing para diversos outros fins além de renderização, por exemplo o cálculo de colisões e distâncias, cliques nos objetos e interações, mas nem se compara com a quantidade de raios necessária para calcular efeitos de renderização como reflexos, refrações, GI e translucência.

A indústria de Games que permitiu este avanço, pois é um mercado gigantesco que sempre buscou por mais realismo, ninguém iria investir tanto tempo e dinheiro para transformar a renderização de programas 3D em Real-Time.
Tanto é verdade que a Nvidia lançou as Quadro RTX numa semana e as GeForce RTX na outra, pois certamente o foco é nos Games e as primeiras demonstrações deixam claro os benefícios, como você pode ver nos vídeos abaixo.

Quem conhece a técnica antiga (Old School) de iluminação que era utilizada nos Softs 3D antes do advento do GI, no início do século, tem a nítida noção da diferença que é criar uma cena realista usando iluminação e efeitos fisicamente corretos com Ray Tracing em vez de depender de subterfúgios com luzes e materiais igual era feito nas Engines até hoje.

Você ainda pode ver os principais momentos da apresentação das RTX pelo CEO da Nvidia no vídeo abaixo.