AMD crea una técnica de renderizado que mueve la generación de árboles y vegetación de la CPU a la GPU: de 35 GB a 151 MB en uso de VRAM
En un avance significativo para el renderizado en tiempo real y en pleno 2025, AMD y la Universidad de Ciencias Aplicadas de Coburg han presentado una técnica que permite generar y visualizar árboles y vegetación compleja en juegos desde la CPU hacia la GPU con una fracción mínima de memoria. Denominada internamente por AMD como Real-Time GPU Tree Generation, puede ser un paso interesante para reducir el uso y consumo de VRAM en las tarjetas gráficas dentro de este contexto, además, acelerando el rendimiento.
AMD afirma que gracias al uso de gráficos de trabajo (work graphs) y nodos mesh bajo DirectX 12, la escena completa de 1.200 árboles y arbustos que propusieron como muestra se genera desde apenas 51 KiB de datos, eliminando la necesidad de almacenar hasta 34,8 GB que normalmente ocuparía un enfoque tradicional. Sobra decir del potencial de esta técnica, que, en su base, curiosamente, no es nueva.
AMD Real-Time GPU Tree Generation, un ahorro de VRAM gracias a una técnica que mueve la vegetación y árboles de la CPU a la GPU
Si bien en plena polémica por la poca VRAM de las tarjetas gráficas en general esta noticia e innovación puede parecer casi magia, realmente su impacto es acotado, pero en el camino correcto.
Esta solución no solo reproduce en tiempo real todos los elementos botánicos con animaciones detalladas y estaciones del año, sino que mantiene una calidad visual altísima con tiempos de renderizado por frame por debajo de los 8 ms, incluso incluyendo sombras, iluminación diferida y efectos como SSAO, reflejos y TAA. Esto quiere decir que no solamente vamos a ahorrar memoria como tal, dejándola “libre”, sino que el rendimiento es muy bueno.
El sistema parte de una necesidad evidente en los entornos gráficos actuales: cómo representar escenas naturales (árboles y vegetación) extremadamente ricas sin sacrificar memoria ni rendimiento. Con el incremento exponencial en potencia de cálculo de las GPU, pero sin igualar en velocidad el crecimiento de la memoria (gracias AMD y NVIDIA) surge la urgencia de generar geometría sobre la marcha en lugar de almacenarla en buffers estáticos. Y ahí AMD se anota un pequeño tanto, de momento.
Vegetación realista sin coste de memoria: así funciona la tecnología de AMD
La técnica se basa en el modelo procedural Weber-Penn, creado en 1995 nada menos, pero que es ampliado con splines suaves en los troncos, animación direccional del viento, desplazamiento procedural para corteza y nieve, gestión completa de estaciones del año, y un sistema de edición intuitiva en tiempo real con poda por Ray Tracing.
Explicado de la forma más simple y según lo que expone AMD, diremos que en lugar de “precalcular” (nótense las comillas) los árboles con múltiples niveles de detalle y exportarlos como mallas (Mesh), se genera todo directamente en la GPU mediante un grupo de trabajo, donde cada nodo representa una tarea de generación, animación o renderizado.
Los nodos mesh lanzan directamente la geometría al rasterizador, evitando tráfico de memoria innecesario. La teselación se ajusta dinámicamente según la proyección en pantalla, y se incluyen optimizaciones como compresión de registros, agrupación de sheets y fusión de pases de renderizado y sombras en un solo recorrido.
Los árboles se dividirán en los juegos en cuatro partes para lograr el objetivo
Y es otro de los puntos clave, la división de los árboles, donde además de estos, las ramas y hojas también tienen lo suyo. El objetivo es simplificar el trabajo, y para ello, nada mejor que la segmentación, aunque explicarlo no es sencillo, pero vamos allá.
Los árboles se dividen jerárquicamente en hasta cuatro niveles de stems (tallos) cada uno capaz de clonar ramas y aplicar parámetros como atracción solar o gravedad.
Para cada segmento, se calcula una spline cúbica de Hermite que sustituye los conos truncados del modelo original.
Las hojas se representan con curvas de Bézier cuadráticas, incluyendo múltiples lóbulos, y en distancias largas se simplifican y escalan progresivamente para reducir el número de triángulos, desapareciendo suavemente con interpolación visual. O lo que es lo mismo, como estás lejos del árbol, las hojas directamente pasan a ser secundarias y no se les da prioridad.
La reducción de memoria usada es espectacular, el rendimiento bajo una RX 7900 XTX sobresaliente
AMD especifica que cada tipo de árbol se define con solo 704 bytes, y el total de 1.200 árboles en escena de prueba usa tan solo 51 KB de memoria. La generación se ajusta automáticamente para mantener una tasa de refresco objetivo en pantalla mediante un sistema de auto-LOD que degrada progresivamente los parámetros menos visibles si se excede el tiempo por frame.
En otras palabras, el uso de VRAM es mínimo, se da prioridad a la velocidad de renderizado de los frames y se gestiona con un auto-LOD simple.
En cuanto a rendimiento, las pruebas se realizaron en una AMD Radeon RX 7900 XTX bajo Direct3D 12 a 1080p. La generación y renderizado completo de árboles para el G-Buffer toma de media 3,13 ms, lo cual es un impacto mínimo. Al añadir la creación del mapa de sombras, el tiempo sube a 4,72 ms. Con todos los efectos visuales activados, y son bastantes en la prueba, el tiempo total por frame es de 7,74 ms, cumpliendo el objetivo de 120 Hz.
Real Time GPU Tree Generation, ¿cuándo llegará a los juegos?
En cuanto a ahorro de recursos, un solo árbol Sassafras con máxima calidad ocupa 151,4 MB, y toda la escena tradicionalmente requeriría 34,8 GB, imposibles de mantener incluso en GPU de gama alta. Con esta técnica, esos 34,8 GB se generan desde 51 KB en cada frame sin afectar al rendimiento. Sobra decir que la mejora es espectacular.
La solución permite además editar árboles en tiempo real, modificar su estructura con splines personalizados, ajustar el número de ramas o frutos, y aplicar cortes automáticos si las ramas colisionan con geometría de la escena. Todo esto con retroalimentación inmediata para el desarrollador gracias al ínfimo tamaño de los parámetros transferidos desde la CPU a la GPU.
En definitiva, Real Time GPU Tree Generation va a suponer un salto de gigante en aquellos juegos con mucha vegetación y árboles, selváticos, puesto que ahí se ganará rendimiento y fidelidad ahorrando además mucha VRAM. ¿Cuándo estará disponible? No está claro, ya que es una investigación de AMD y la Universidad alemana de Coburg, así que podría ser realmente en cualquier momento.