Raytracing: Bisher noch nicht in Games - sorgt Nvidia für einen Umbruch?

Special 01.09.2018 um 10:00 Uhr Antonio Funes

Quelle: Epic Games

Die Präsentation sowie auch die Namen der neuen Grafikkarten von Nvidia haben ein professionelles Verfahren für das Berechnen von 3D-Szenen in Verbindung mit Spielen gebracht: Raytracing. Doch worum geht es bei Raytracing? Wo wurde es bisher schon eingesetzt? Und wird es wirklich bei Spielen im größeren Rahmen zum Einsatz kommen?

Bisher kein Raytracing in Games

In Spielen kam echtes Raytracing bisher nicht zum Einsatz, nicht einmal in einer abgeschwächten Form, wie sie nun durch die neuen RTX-Grafikkarten von Nvidia in einige Games eingebaut wird. Man könnte beispielsweise nur die Reflexionen per Raytracing dem ansonsten per gängiger 3D-Engine erzeugtem Bild hinzufügen, was nun auch mit der neuen RTX-Technologie getan werden kann, wie wir später noch ausführen werden.

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Doch bisher war selbst dies zu aufwendig. Eine akzeptable Bildwiederholrate mit 100-prozentigem Raytracing wäre zwar theoretisch machbar - aber dafür müsste man die 3D-Szene eines Games stark vereinfachen, bei der Objektvielfalt viele Abstriche in Kauf nehmen sowie auch noch die Auflösung senken und nur die wirklich wichtigsten Lichtquellen in die Szene einfügen.

Das spätere Ergebnis aus einer solchen abgespeckten Szene wäre optisch sehr arm und alles andere als fotorealistisch. Für Spiele wurden daher schon seit Beginn der 3D-Ära spezielle Engines entwickelt, die durch viele Kniffe und Tricks eine ansehnliche Grafik berechnen können und inzwischen oft auch das Label fotorealistisch einheimsen können, wenn man einen passenden Augenblick erwischt. Denn bei vielen Kleinigkeiten fehlt noch der letzte Kniff - man bemerkt minimale Unstimmigkeiten, da die modernen 3D-Engines Stärken, aber auch Schwächen haben. So kann eine Engine möglicherweise extrem realistisch wirkende Lichteffekte in geschlossenen und staubigen Räumen ermöglichen, aber schwächelt vielleicht bei Reflexionen und Detailreichtum sowie der Darstellung von runderen und organischen Formen. Eine andere Engine hat vielleicht wiederum ihre Stärken bei Charakteren, dafür mangelt es an einer optisch glaubhaft wirkenden Umwelt. Doch die Frage ist: brauchen wir langfristig gesehen überhaupt echtes Raytracing in Spielen? Wir schauen uns zuerst an, welche Aspekte von Raytracing Nvidia mit den neuen RTX-Grafikkarten schon jetzt etablieren will.

Nvidia RTX: Raytracing für alle?

Mit der Präsentation der Grafikkarten GeForce RTX 2070, RTX 2080 und RTX 2080 Ti will Nvidia auch Raytracing in Echtzeit auf die heimischen PCs bringen. Games müssen die neue RTX-Technologie aber auch unterstützen, ähnlich wie Nvidias PhysX oder Hairworks.

Quelle: EA (Screenshot: PC Games Hardware) RTX von Nvidia in Battlefield - die Flammen spiegeln sich authentisch auf dem nassen Boden und in der Seite des Autos. Zudem geht es bisher nur um zusätzliche Aspekte, die durch echtes Raytracing mit ins Spiel kommen, und nicht um ein komplett per Raytracing entstehendes Spieleerlebnis. Drei Blockbuster-Spiele, die die neue GeForce RTX-Technik unterstützen werden, sind bereits bekannt: Shadow of the Tomb Raider (Release geplant für den 14. September), Battlefield 5, bei dem der Release gerade erst auf den 20. November verschoben wurde, und Metro Exodus (22. Februar 2019). Zu allen drei Spielen haben wir ja auch je ein Präsentations-Video von Nvidia sowie zu Battlefield 5 auch ein Testvideo der PC Games Hardware in unserem Special platziert, und zwar pro Seite jeweils eines am Ende der Seite.

Das Testvideo stammt aus dem schon zu Anfang verlinkten Artikel unserer Kollegen der PC Games Hardware - in dem Artikel findet ihr am Beispiel einer Vorabversion von Battlefield V zudem einiges zu dem Thema Nvidia RTX im Detail erklärt. Zusammengefasst handelt es sich bei dem Raytracing, das man in dem Dice-Shooter bei Verwendung einer passenden Grafikkarte aktivieren kann, ausschließlich um Reflexionsberechnungen. Die Ergebnisse werden in die ohnehin schon optisch ansprechende durch die Frostbite-Engine erzeugte Grafik eingefügt, um dem Gesamtbild eine noch realistischere Optik zu verleihen. In der von unseren Kollegen anhand einer Nvidia GeForce RTX 2080 Ti getesteten Map Rotterdam gibt es unter anderem viele Pfützen und Wasseroberflächen, aber auch beispielsweise glatte, gleichzeitig runde Karosserien und weitere Gegenstände, bei denen die Raytracing-Reflexionen für eine tolle Optik sorgen, wie ihr anhand der beiden Screenshots auch gut vergleichen könnt.

Quelle: EA (Screenshot: PC Games Hardware) Ohne RTX glänzt die Autoseite ohne Reflexion vor sich hin, auf dem Boden ist nur dezent ein Huch einer Flammenspiegelung zu erkennen. Allerdings senken die aktivierten Raytracing-Reflexionen die Bildrate merkbar, und das obwohl die Reflexionen offensichtlich in einer geringeren Qualität als der Rest des Bildes berechnet werden. Denn bei den gespiegelten Bildern erkannten unsere Kollegen der PC Games Hardware Unsauberkeiten und eine geringere Auflösung, zudem wurden nur relativ nah gelegene Objekte in die Berechnung aufgenommen - ein vor einem Haus geparktes Auto könnte also als Reflexion zu erkennen sein, das Haus aber fehlt möglicherweise. Dies zeigt, dass bereits diese nur als Sahnehäubchen gedachten Raytracinginhalte immer noch sehr viel Leistung benötigen. Mit aktiviertem Raytracing wirkte Battlefield V auf der Nvidia GeForce RTX 2080 Ti unrunder als ohne Raytracing mit einer Mittelklassegrafikkarte. Man muss zwar betonen, dass es sich bei dem Test noch um eine Alpha-Version der Technik handelt - aber dass Raytracing nicht von einer Grafikkartengeneration zur nächsten zu 100 Prozent und ohne Leistungseinbußen und kleinere Abstriche zu verwirklichen ist, wäre nun wahrlich keine Überraschung.