AMD Research presenta un método de creación de árboles procedurales en tiempo real que se ejecuta exclusivamente en la GPU

Un equipo de investigación de AMD ha presentado un nuevo método de creación de árboles procedurales que se ejecuta íntegramente en la GPU y proporciona una velocidad y una flexibilidad nunca vistas hasta ahora. Presentado en la feria High-Performance Graphics 2025 de Copenhague, el nuevo procedimiento utiliza gráficos de trabajo y nodos de malla de DirectX 12 para construir modelos de árbol detallados sobre la marcha, sin necesidad de utilizar la CPU. Los artistas y desarrolladores pueden ajustar más de 150 parámetros, desde cambios estacionales del color de las hojas y estilos de poda de ramas hasta animaciones complejas y ajustes automáticos del nivel de detalle, todo en tiempo real. Cuando se probó en una AMD Radeon RX 7900 XTX, el sistema generó e introdujo geometrías de árbol únicas en el búfer de geometría en poco más de tres milisegundos. A continuación, ajusta automáticamente los niveles de detalle para mantener una velocidad de fotogramas objetivo, demostrando sin esfuerzo unos estables 120 FPS bajo cargas de trabajo elevadas.

Los efectos del viento y las interacciones con el entorno se actualizan a la perfección, y el único trabajo de la CPU es rellenar un pequeño conjunto de constantes (matrices de cámara, marcas de tiempo, etc.) antes de enviar un único gráfico de trabajo. No es necesario que el dispositivo anfitrión esté en continuo parloteo ni que se transmitan activos, lo que simplifica la integración en los motores existentes. Quizá el resultado más llamativo sea la poca memoria que consumen los datos transitorios. Un método tradicional con muchos búferes podría necesitar decenas de GB, pero la demostración de AMD conserva sólo 51 KB de estado persistente por fotograma, lo que supone una alucinante reducción del 99,9999% en comparación con los métodos convencionales. Se asigna un búfer de memoria virtual de hasta 1,5 GB para la ejecución del gráfico de trabajo, aunque el uso real varía en función del controlador de la GPU y puede liberarse o reutilizarse posteriormente. Los activos estáticos, como las mallas y las texturas, no se ven afectados, lo que deja oportunidades futuras para la compresión neural o la texturización procedural con el fin de aumentar aún más el ahorro de memoria.

La clave de este logro son los gráficos de trabajo, que pueden orquestar millones de tareas sin disparar el número de envíos. Las llamadas ExecuteIndirect tradicionales tendrían problemas con árboles que pueden tener hasta 128^4 hojas (unos 268 millones), pero los grafos de trabajo los manejan con facilidad. La adopción generalizada llevará tiempo, ya que la compatibilidad actual se limita a las GPU RDNA 3+ de AMD y la serie 30 y posteriores de NVIDIA. La integración total en los motores de juego y la compatibilidad con consolas aún están en el horizonte. De cara al futuro, los investigadores están estudiando la forma de extender este proceso flexible basado en la GPU al trazado de rayos, posiblemente mediante la creación de jerarquías de volúmenes delimitadores en la GPU con el mismo marco gráfico de trabajo.

Fuente: Documento de AMD