Raytracing hat in letzter Zeit viel Beachtung gefunden. Beginnend mit der Einführung der RTX-Karten von Nvidia im vergangenen Jahr – der ersten Grafikkarte mit Echtzeit-Raytracing-Funktion – haben sich das Gaming und die aufkommende Technologie in großem Maße verstrickt. Mit der Bestätigung, dass die PS5 Ray Tracing definitiv unterstützen wird, und mit dem nächsten von Microsoft gemunkelten Angebot, wurde sie als aufstrebende Technologie gefestigt, die das Gespräch über Spiele der nächsten Generation und grafische Fortschritte in den kommenden Jahren prägen wird.

Es bleibt jedoch abzuwarten, welchen Einfluss das Echtzeit-Raytracing tatsächlich haben wird und wie weit es von den Entwicklern für PS5- und Project Scarlett-Spiele übernommen wird. Wird die Einführung von Ray Tracing auf High-End-PCs verlagert oder wird es mit der nächsten Welle von Konsolen der nächsten Generation eingeführt? Einige dieser Fragen werden erst beantwortet, wenn wir uns ein umfassenderes Bild davon gemacht haben, was der nächste Konsolenzyklus sein wird. Mit den Leckerbissen auf unserem Teller können wir jedoch durchaus gesunde Spekulationen anstellen.

Raytracing: eine kurze Auffrischung

Gutschrift: Remedy Games

Bevor wir in die Diskussion einsteigen, wollen wir kurz erläutern, was Raytracing eigentlich ist und warum es für Echtzeit-Rendering in Videospielen wichtig ist. Bei der Strahlverfolgung geht es darum, Licht zu modellieren und Strahlen buchstäblich durch eine Szene zu ziehen, um besser zu verstehen, wie Lichtquellen mit Objekten interagieren und Schatten und Reflexionen erzeugen und eine Szene verdecken. Es beeinflusst nicht nur, was in einer Szene sichtbar ist, sondern was von Quellen außerhalb der Kamera darin reflektiert werden kann und wie hell oder dunkel jede Oberfläche sein sollte.

Das Toolkit des modernen Spieleentwicklers enthält eine Reihe von Raytracing-Techniken, von denen einige viel auffälliger sind als andere, und die sich alle unterschiedlich auf die Leistung auswirken. Ambient Occlusion, zum Beispiel das Modellieren der grauen Schatten in engen Räumen um und unter einem Objekt, ist ein ziemlich subtiler Effekt, der nicht viel Rechenleistung erfordert. Im Gegensatz dazu versucht die globale Beleuchtung zu simulieren, wie Licht auf jeder Oberfläche einer Szene spielt, Strahlen pro Pixel zu werfen und zu berechnen, wo sie kollidieren und mit jedem sichtbaren Objekt interagieren. Dies ist ein weitaus dramatischerer Effekt, der die Leistung erheblich steigern kann, insbesondere bei Hardware, für die keine dedizierten Raytracing-Ressourcen für eine RTX-Karte vorhanden sind.

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Raytracing für Sound funktioniert auf ähnliche Weise. Strahlen, die Schallwellen darstellen, werden auf eine Art und Weise um eine Szene geworfen, die nachbildet, wie sich realer Schall ausbreitet, und die Ergebnisse werden in Echtzeit berechnet und gerendert. Ähnlich wie beim grafischen Raytracing kann es auf subtile Weise implementiert werden, um den Klang einer Sequenz auf unauffällige Weise zu färben oder viel robuster, um so nah wie möglich an den Klang einer Szene in der realen Welt heranzukommen.

Was bedeutet Raytracing für PS5 und Project Scarlett?

Bildnachweis: 4A Games

Sony und AMD haben bestätigt, dass die PS5 mit einer Navi-GPU und einer Zen 2-CPU ausgestattet sein wird, der neuesten Grafik- und Prozessor-Mikroarchitektur von AMD. Obwohl die Details zu den tatsächlichen Leistungsobergrenzen für beide Komponenten immer noch äußerst trübe sind, können wir davon ausgehen, dass sie in etwa der aktuellen PC-Leistung im mittleren bis oberen Leistungsbereich entsprechen. Welche Art von Raytracing-Effekten können Entwickler aus dieser Hardware-Ebene herausholen?

Frühzeitig hatten Entwickler, die Raytracing implementieren wollten, eine schwierige Entscheidung zu treffen: Entweder so subtil, dass sie kaum wahrgenommen werden können, oder signifikanter und riskanter. Sogar bei High-End-RTX-Karten konnten wir beim Umschalten auf Raytracing in Spielen wie Battlefield 5 einige relativ hohe Bildrateneinbrüche feststellen. In den Jahren, in denen die Spielestudios Echtzeit-Raytracing eingeführt haben, konnten wir jedoch einige beeindruckende Optimierungen feststellen und wir sehen jetzt einen viel größeren Stall von Game-Engines mit nativer RT-Unterstützung, einschließlich Indie-Behemoth Unity und Epics populärer Unreal Engine. Während die Raytracing-Funktion im Startfenster der nächsten Konsolen eher geringfügig ist, werden Verbesserungen auf der Softwareseite stetig dramatischere Implementierungen ermöglichen.

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Ich gehe davon aus, dass dies insbesondere für Raytrace-Sound gilt, der immer noch ein relativ neues Konzept ist und nicht annähernd den gleichen Grad an Kontrolle wie sein grafisches Gegenstück aufweist und daher nicht über die gleichen Ressourcen verfügt Es ist entweder hungrig Gulet geworfen. Da Konsolen normalerweise im Kontext eines größeren Unterhaltungsaufbaus positioniert sind, erwarte ich, dass die Möglichkeiten von Raytrace-Sound und Surround-Sound zu einer beeindruckenden Wirkung gepaart werden. Das Versprechen realistischer Echos, die bedrohlichen Schritte eines Gegners hinter sich zu hören, während Sie sich in den Schatten ducken, könnte endlich Wirklichkeit werden, was besonders in VR wichtig ist, wo Präsenz und Eintauchen so wichtig sind.

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Die richtige Modellierung von Licht ist eines der verbleibenden Hindernisse für die Annäherung an Fotorealismus in Spielen, und die Strahlverfolgung ähnelt immer mehr der Straße, die uns über die Hürde führt. Werden wir in der kommenden Konsolengeneration so etwas wie echten Fotorealismus sehen? Ich bezweifle es, aber ich wäre nicht überrascht, wenn ehrgeizige Software-Ingenieure am Ende des nächsten Zyklus auf PC-Hardware zugreifen würden.

Beim Raytracing geht es in dieser Konsolengeneration hauptsächlich um Lernen und Optimierung. Wir werden immer überzeugendere Okklusionen und Schatten sehen, wenn Entwickler Wege finden, sie ohne Beeinträchtigung der Leistung einzuführen, und einige wirklich schöne Effekte durch Wasserätzmittel (der funkelnde Effekt von Licht, das zum Beispiel im Scheitel einer brechenden Welle gebrochen wird). und Mehrflächenreflexionen / Streuung. Wir werden vielleicht nicht ganz Fotorealismus erreichen, aber ich erwarte eine Generation voller umwerfender Momente, während die Künstler, die die Spielestudios der Welt bevölkern, beginnen, die Macht des Ray Tracing richtig zu verstehen und zu nutzen.

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