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Es posible que estemos viviendo en la era de la posresolución, pero todavía hay muchos debates acalorados sobre los juegos de resolución nativa en pantallas modernas de 4K (o superiores). ¿Importa realmente el renderizado en resolución nativa? Quizás es hora de dejarlo ir.
¿Qué es la resolución “nativa”?
Las pantallas planas, ya sean LED, OLED o de plasma, tienen una cuadrícula de píxeles físicos. Cuando una imagen tiene al menos tantos píxeles de datos como la pantalla puede mostrar físicamente, está obteniendo la máxima nitidez y claridad posibles en esa pantalla. Esto es diferente de las pantallas CRT (tubo de rayos catódicos) más antiguas , que utilizan un rayo cargado para dibujar una imagen en la capa fosforescente en la parte posterior de la pantalla. Las imágenes en un CRT se ven bien en cualquier resolución porque el haz simplemente puede dibujar la cantidad de píxeles que necesita, hasta un cierto límite al menos.
En las pantallas de pantalla plana, cuando la cantidad de píxeles de su contenido (por ejemplo, un juego, una fotografía o un video) es menor que la resolución nativa de la pantalla, la imagen debe ser «escalada». Una pantalla 4K tiene cuatro veces la cantidad de píxeles en comparación con una pantalla Full HD, por lo que para escalar una imagen Full HD a 4K puede usar cuatro píxeles 4K para representar un píxel Full HD. Esto funciona bastante bien y, en general, la imagen se verá bien, pero no tan nítida como una imagen nativa.
El problema comienza cuando las imágenes de menor resolución no se dividen tan claramente en la cuadrícula de píxeles nativa de la pantalla. Aquí es donde nos movemos en el ámbito de la estimación de valores de píxeles. Cuando tenemos un factor de escala perfectamente divisible, los grupos de píxeles que representan un píxel de baja resolución tienen todos el mismo valor de color y brillo que el original. Con un factor de escala imperfecto, algunos píxeles tienen que representar los valores de color y brillo de diferentes píxeles originales. Hay varios enfoques para resolver esto, como promediar los valores de los píxeles divididos. Lamentablemente, esto generalmente crea una imagen fea.
Resolución nativa y rendimiento de juegos
La sabiduría convencional ha sido utilizar solo contenido con resolución nativa o, al menos, contenido que se adapte perfectamente a la resolución más alta. Para los juegos, esto significa efectivamente que el juego tiene que renderizarse a la resolución nativa de la pantalla para obtener la mejor calidad de imagen. Desafortunadamente, esto pone una carga más pesada en la GPU (Unidad de procesamiento de gráficos) que tarda más en dibujar cada cuadro del juego, ya que hay más píxeles. Si la carga adicional es demasiado, es posible que la GPU no pueda dibujar cuadros lo suficientemente rápido como para que el juego sea fluido y jugable.
Si no podemos reducir la resolución, entonces la única forma de reducir la carga en la GPU y aumentar la velocidad de fotogramas es volver a marcar otras características visuales. Por ejemplo, puede reducir la calidad de la iluminación, el detalle de la textura, la distancia de dibujo, etc. De hecho, se ve obligado a cambiar la calidad visual por claridad visual. Si opta por aceptar simplemente la velocidad de fotogramas más baja, estará cambiando la claridad del movimiento y la capacidad de respuesta por una mejor calidad en cada fotograma. No hay una respuesta correcta aquí, ya que diferentes juegos y diferentes jugadores asignan valores diferentes a estos, pero hay una compensación sin importar qué.
¿Qué hay de recurrir a una escala perfecta? Si bien esto se ocupa de los peores artefactos de escala, ofrece el problema opuesto. Por ejemplo, la siguiente resolución más baja que se escala perfectamente con 3840 × 2160 (UHD 4K) es 1920 × 1080 (Full HD). Como mencionamos antes, eso es cuatro veces menos píxeles. En hardware moderno, es muy probable que no utilice toda la potencia de su GPU con esta resolución.
Puede usar ese margen adicional para aumentar otras configuraciones de calidad visual o puede aprovechar velocidades de cuadro más rápidas, especialmente si tiene una pantalla capaz de mostrarlas gracias al soporte de frecuencia de actualización rápida.
Ninguna de estas soluciones es óptima, y hay un gran abismo entre estos dos puntos en el que podría lograr el equilibrio perfecto entre resolución, velocidad de fotogramas y calidad de renderizado. si tan solo esa resolución arbitraria se viera bien. Durante la mayor parte de la historia de la pantalla plana, no fue así. Hoy las cosas son muy distintas.
Resolución de salida frente a resolución de renderizado
El primer concepto que nos ayuda a comprender por qué las resoluciones no nativas no se ven horribles en las pantallas planas es el de la resolución de renderizado y la resolución de salida. La resolución de renderizado es la resolución de imagen que el juego renderiza internamente. La resolución de salida es la resolución del fotograma que se envía realmente a la pantalla.
Por ejemplo, si tiene una PlayStation 5 conectada a una pantalla 4K, la pantalla informará que está recibiendo una señal 4K. Eso es independientemente de cuál sea la resolución interna real del juego. ¿Por qué hacer todo este esfuerzo para engañar a la pantalla haciéndole creer que está obteniendo una imagen 4K? En resumen, se debe a que evita que el escalador integrado de la pantalla se active y le permite al desarrollador del juego tener un control total sobre cómo se escala su imagen desde la resolución interna a la resolución nativa de la pantalla. Este es el secreto de por qué la resolución nativa ya no importa.
Tenemos la Tecnología
Los desarrolladores de juegos ahora tienen todo un arsenal de técnicas de escalado a su disposición. No podríamos cubrirlos todos aquí, pero hay algunos importantes que vale la pena conocer.
En primer lugar, si el juego tiene control sobre el proceso de escalado, puede asegurarse de calcular los mejores valores de píxeles en la imagen final, derivados del render interno. Dado que el desarrollador del juego tiene el control total del proceso de escalado, puede ajustar su escalador para reproducir el aspecto deseado para su juego específico.
El uso de una técnica de escala interna personalizada también hace posible la escala de resolución dinámica (DRS). Aquí es donde cada fotograma se procesa con la resolución más alta posible mientras se mantiene una velocidad de fotogramas objetivo específica. El resultado final es un poco como la transmisión de video, donde la calidad varía dinámicamente según el ancho de banda disponible. Excepto que el DRS es mucho más reactivo y de grano más fino. Esto termina siendo una solución bastante buena, porque su juego se ve más nítido cuando no hay mucho que hacer y tiene una resolución en el calor de la acción cuando es menos probable que el jugador se dé cuenta.
También existen técnicas avanzadas para «reconstruir» imágenes de menor resolución en versiones de mayor resolución. Los métodos de reconstrucción de imágenes son básicamente métodos de escalado inteligentes que no solo multiplican un número por dos. Por ejemplo, TAA (Anti-Aliasing temporal) utiliza información de fotogramas anteriores para enfocar el fotograma actual. DLSS (Deep Learning Super Sampling) utiliza algoritmos de aprendizaje automático para mejorar las imágenes de menor resolución con hardware especial que se encuentra en las tarjetas gráficas Nvidia RTX. A menudo, con resultados que son casi indistinguibles de los 4K nativos.
La representación de tablero de ajedrez, comúnmente utilizada en la consola PS4 Pro de Sony, solo representa el 50% de cada cuadro de 4K en una cuadrícula dispersa de píxeles. Los espacios en la cuadrícula dispersa se derivan de los píxeles que están allí y, en algunos casos, de los fotogramas anteriores. La cuadrícula de píxeles también se puede cambiar en un patrón alterno por cuadro, mejorando la calidad de reconstrucción. Aunque este método se puede utilizar en cualquier hardware, la PS4 Pro en realidad tiene un hardware especial para mejorar el rendimiento y la calidad de la representación del tablero de ajedrez, razón por la cual muchos desarrolladores eligen usarlo allí.
Esto es solo la punta del iceberg, pero todos estos métodos son parte de la razón por la que la renderización en resoluciones nativas ya no es un problema. Los desarrolladores del juego tienen el control exacto del proceso de escalado y cómo se verá la imagen final en la salida de resolución nativa.
La percepción lo es todo
La última razón por la que no creemos que la representación con resolución nativa sea algo por lo que valga la pena perder el sueño como objetivo es que la resolución es solo una pequeña parte del rompecabezas de la calidad de la imagen. En última instancia, lo que realmente importa es la calidad de la imagen que percibe, no un número arbitrario de píxeles.
Por ejemplo, una imagen 4K de una figura de palo dibujada a lápiz es ciertamente menos agradable a la vista que una hermosa pintura renacentista a 1080p. El color, el contraste, la suavidad, la calidad de la iluminación, la dirección de arte y el detalle de la textura son ejemplos de factores de calidad de imagen en los juegos que forman parte de la calidad general que percibe. Evalúe las imágenes de un juego de manera integral y de una manera que refleje cómo se pretende que se juegue. No con una lupa para contar los píxeles individuales que bailan en la cabeza de un alfiler.
