Raytracing - das Nonplusultra der Spielgrafik macht Gaming noch realistischer
Sie lieben taktische Spiele. Aber es ist für Sie nicht immer einfach, die Züge Ihrer Gegner vorauszusagen. Leider ist es auch nicht möglich, im Spiel einfach einmal zu schauen, was hinter der nächsten Ecke wartet. Zumindest war das bisher der Fall. Mit der neuen Raytracing Technologie wird aber alles anders. Haben Sie sich schon von dieser Technologie begeistern lassen und profitieren bereits von den Vorteilen? Wenn nicht, finden Sie in unserem Ratgeber alle Informationen zu dieser neuen Grafiktechnologie.
Das Thema im Überblick
- Was ist Raytracing / Raytrace?
- Was ist Echtzeit Raytracing?
- Was steckt hinter der Grafikrevolution?
- Wie funktioniert Raytracing?
- Was bringt Raytracing?
- Was braucht man für Raytracing?
- Was ist der Unterschied zwischen Raytracing und Rasterisierung?
- Was sind die Vorteile der neuen Grafiktechnologie?
- Was sind die Nachteile der neuen Grafiktechnologie?
- Wie viel kostet eine Raytracing-Grafikkarte?
- Kann meine Grafikkarte Raytracing?
- Wie kann ich Raytracing aktivieren?
- Welche AMD Grafikkarte kann Raytracing?
- Welche NVIDIA Grafikkarte kann Raytracing?
- Welche Spiele unterstützen Raytracing?
- Bedeutet Raytracing gleich weniger FPS?
- Fazit
Bei Raytracing handelt es sich um eine Grafiktechnologie, die in Games eingesetzt wird. Diese wird genutzt für die realistische Berechnung von Lichtstrahlen. Diese Berechnung ist sehr komplex, da sie auch Lichtquellen mit einbezieht, die sich gar nicht innerhalb des Bildausschnitts im Spiel befinden, sondern außerhalb in der Welt des Spiels. Bisher war dies in einer direkten Weise nicht möglich. Wenn es um die Lichtberechnung geht, steht der Schatten im Vordergrund. Durch das Raytracing ist es möglich, die Berechnung dieser Schatten zu verbessern. Licht kann aber noch viel mehr. Es ist in der Lage, an bestimmten Oberflächen abzuprallen. Durch Raytracing wird ermöglicht, dass die Lichtstrahlen auch an mehreren Oberflächen, je nach Beschaffenheit, abprallen können. Gleichzeitig schlucken die Oberflächen Licht oder lassen es durch. Dadurch können sehr realistische Spiegelungen erzeugt werden, beispielsweise in Spiegeln, Fenstern oder Pfützen. Eine weitere Möglichkeit ist zu berechnen, wie Licht durch Gardinen oder andere Stoffe hindurchschimmert. In Szenen mit einer sehr nebligen oder rauchigen Luft kann auch ein diffuses Licht erzeugt werden, das sehr realistisch aussieht. Bei Raytracing handelt es sich nicht um ein neues Verfahren. Schon seit einiger Zeit wird Raytracing bereits in Animationsfilmen genutzt. Es wurde ebenfalls schon in Videospielen eingesetzt, allerdings in einer vorberechneten Form. Neu ist aber, dass Raytracing jetzt in Echtzeit genutzt werden kann.
Raytracing wird bereits seit rund 50 Jahren im Bereich des Film-Renderings genutzt. Neu ist aber jetzt das Echtzeit Raytracing. Das bedeutet, dass Raytracing dynamisch in Echtzeit das aktuelle Geschehen im Spiel mit einbezieht. Bisher war es in Spielen lediglich möglich, Raytracing an statischen Objekten vorzuberechnen, die sich nicht bewegen. Selbstverständlich bietet das auch bereits eine gute Optik. Echtzeit Raytracing ist aber eine kleine Revolution in diesem Bereich. Alles wird direkt während des Spielens berechnet und auch sofort umgesetzt. Es ist praktisch, als ob sich der Spieler wirklich in einer realen Welt befindet. So ist es möglich, dass jede Szene anders aussehen kann, abhängig davon, wie sie gespielt wird.
Viele Spieler werden den Begriff Raytracing bereits kennen. Im Jahr 2018 brachte NVIDIA RTX-Grafikkarten auf den Markt, die die Bekanntheit von Raytracing vorangetrieben haben. Raytracing bedeutet zu Deutsch Strahlenverfolgung. Es handelt sich um einen Algorithmus, der für die Umgebungsverdeckung genutzt wird. Die Basis ist die Aussendung von Strahlen. Dadurch ist es möglich, die Sichtbarkeit von Objekten zu berechnen, und zwar von einem Punkt im dreidimensionalen Raum aus. Raytracing wird in Games vor allen Dingen dafür genutzt, möglichst realistische Schattenwürfe, Spiegelungen und auch Beleuchtungen zu erschaffen. Erreicht wird dies durch die Simulation des Wegs von Lichtstrahlen in einer bestimmten Szene. So ist es möglich, die Lichtverteilung zu berechnen. Es gibt verschiedene Raytracing-Verfahren, die unterschiedliche Eigenschaften haben.
- Verdeckungsberechnung: Hierbei handelt es sich um ein sehr einfaches Verfahren. Es bezieht weder Beleuchtung noch Schatten mit in die Berechnungen ein. Dadurch entsteht ein Bild, das sehr plan wirkt.
- Schattensimulation: Bei diesem Verfahren mit einem Schattenstrahl gibt es eine direkte Beleuchtung und dadurch werden harte Schatten erzeugt. Lichtreflexionen gibt es nicht.
- Rekursives Raytracing: Auch bei diesem Verfahren gibt es harte Schattengrenzen. Allerdings wird hier jetzt auch mit Lichtreflexionen gearbeitet.
- Diffuses Raytracing: Bei diesem Verfahren gibt es Schatten, die an Härte verlieren, je näher sie zum Rand kommen. Weiterhin ist es aber so, dass angestrahlte Objekte noch immer nicht als eigene Lichtquelle agieren können.
- Path Tracing: Hier werden alle oben genannten Verfahren vereinigt. Schattenwürfe werden zum Rand hin sehr schön weich und Objekte, die angestrahlt werden, agieren nun auch als eigene Lichtquelle. Path Tracing ist das Verfahren, das Rendergrafiken in Games richtig glaubwürdig aussehen lässt. Einfach ist dieses Verfahren auf keinen Fall, da viele Optionen dabei berücksichtigt werden müssen.
Die meisten Renderverfahren haben zum Ziel, eine dreidimensionale Spielewelt darzustellen in einem 2D-Bild. Der Algorithmus des Raytracings verfolgt dafür alle Lichtstrahlen, die in den virtuellen Raum gehen, bis zu einem Objekt zurück, ausgehend von dem Auge des Betrachters. Dort wird analysiert, wie sich der Lichtstrahl verhalten muss. Grundlage dafür ist die Beschaffenheit des jeweiligen Objekts. Je nachdem, um welches Material es sich handelt, wird der Lichtstrahl dann reflektiert oder absorbiert. Er kann auch gebeugt werden. Die Lichtstrahlen, die ausgesendet werden, breiten sich im kompletten virtuellen Raum aus. Dadurch ist es möglich, mittels Raytracing auch die Objekte zu erfassen, die von anderen Objekten verdeckt werden. Auch Objekte, die sich außerhalb des Blickfelds des Spielers befinden, können so mit einbezogen werden. Das ermöglicht den Spielern, auch die Spiegelungen dieser Objekte zu sehen. Zudem rufen sie auch Lichteffekte hervor. Ein großer Vorteil beispielsweise bei taktischen Games. Fallen eines Gegners können so umgangen werden. Die Spielwelt erscheint ganz besonders realistisch. Allerdings ist für Raytracing auch eine sehr hohe Rechenleistung erforderlich.
Raytracing bringt bisher nie dagewesene Lichteffekte in das Spiel. Das Spielerlebnis wird viel realistischer. Bei vielen Spielen ist es möglich, sich durch diese Lichteffekte Vorteile zu verschaffen. Bisher stehen noch nicht viele Spiele zur Verfügung, die diese Technologie bieten. Auch haben viele Gamer ihre Grafikkarten noch nicht ausgetauscht, um diese Technologie vollkommen ausnutzen zu können.
Es gibt eine Hardware-Komponente, ohne die diese Grafiktechnologie nicht genutzt werden kann. Dabei handelt es sich um eine passende Grafikkarte, die echtes, hardwarebeschleunigtes Raytracing unterstützt. Bisher gab es passende Grafikkarten lediglich vom Anbieter NVIDIA. Hier sind vor allen Dingen die RTX-2000-Grafikkarten zu nennen. Diese verfügen über zusätzliche Raytracing-Kerne. Diese Kerne werden ausschließlich für diese Berechnungen eingesetzt. Dank eines Treiberupdates ist es seit einiger Zeit aber auch möglich, mit GTX-Grafikkarten mit Pascal- und Turing-Architektur die Technologie zu nutzen. Aber auch AMD bietet jetzt Grafikkarten an, die Raytracing unterstützen.
Die Rasterisierung zeigt immer nur Objekte an, die sich im direkten Blickfeld des Betrachters befinden. Dadurch werden alle Lichtquellen, die lediglich indirekt gesehen werden können, aus den Berechnungen herausgenommen. Zwar ist es möglich, auf Umwegen mit der Rasterisierung auch diesen Objekten dazu zu verhelfen, sich bemerkbar zu machen, aber das sieht längst nicht so gut und realistisch aus.
Der größte Vorteil ist, dass das gesamte Spiel weitaus realistischer wirkt durch diese Technologie. Objekte werfen Schatten, die wirklich echt aussehen. Zudem spiegeln sich die Objekte auch und der Blick durch transparente Oberflächen wirkt noch um einiges echter. Im Spiel können mit Raytracing auch Gegner und Objekte gesehen werden, die ohne gar nicht sichtbar wären. Das bringt vor allen Dingen einen großen Vorteil bei taktischen Spielen. Fallen können besser erkannt werden, Gegner werden aus der Deckung heraus über die entstehenden Schattenwürfe und Spiegelungen beobachtet.
Ein großer Nachteil ist, dass Raytracing eine besonders hohe Rechenleistung erfordert. Es ist eine Technologie, die sehr ressourcenintensiv ist. Ist Raytracing aktiviert, erfordert das Spiel viel mehr Leistung, damit die Szenen gerendert werden können. Dadurch kann es passieren, dass es zu einer starken Reduzierung der Bildrate kommt, da die Berechnungen unglaublich aufwendig sind. Die Hardware spielt eine wichtige Rolle, wenn es um die Rendergeschwindigkeit geht. Der Rechner sollte über eine schnelle CPU verfügen, um Raytracing nutzen zu können. Zudem ist eine spezielle Grafikkarte notwendig. Grafikkarten, die Raytracing ermöglichen, sind derzeit noch recht teuer. Auch die Anzahl der Spiele, die Raytracing unterstützen, ist noch relativ gering.
Raytracing-Grafikkarten sind nicht gerade günstig. Es handelt sich um eine sehr hochwertige Technologie, die eine entsprechend starke Grafikkarte benötigt. Ab 500 € sind diese speziellen Grafikkarten erhältlich. Natürlich gibt es auch noch Modelle, die weitaus teurer sind. Es kommt immer darauf an, welche Ansprüche an die Karte gestellt werden. Wer diese Technik sehr gut findet und auch in Zukunft hauptsächlich Games spielen möchte, die Raytracing unterstützen, sollte gleich in eine leistungsstarke Grafikkarte mit Raytracing investieren.
Wer Raytracing nutzen möchte, braucht dafür eine spezielle Grafikkarte, die diese Technik auch unterstützt. Bisher gibt es nur wenige Grafikkarten, die Raytracing beherrschen. Dazu gehören die Vorreiter in diesem Bereich, die NVIDIA RTX-Grafikkarten. Auch verschiedene GTX-Grafikkarten von NVIDIA unterstützen nun diese Technik. Bei AMD ist es etwas übersichtlicher, hier sind es nur die neuesten Grafikkarten der RX 6000 Series, die Raytracing unterstützen.
Bisher unterstützen nur relativ wenige Spiele die Raytracing Technologie. Diese Funktion ist nicht standardmäßig aktiviert. Wird Raytracing vom Spiel unterstützt, kann die Funktion für gewöhnlich in den Einstellungen des Spiels aktiviert werden. Der genaue Weg variiert von Spiel zu Spiel, daher kann hier keine genaue Vorgehensweise angegeben werden.
Es gibt bisher nur wenige Grafikkarten von AMD, die Raytracing ermöglichen. Nur die neuesten Grafikkarten der RX 6000 Series werden diese Technologie unterstützen. Hier ein kleiner Überblick:
- AMD RADEON RX 6800
- AMD RADEON RX 6800 XT
- AMD RADEON RX 6900 XT
NVIDIA bietet viele Grafikkarten, die Raytracing unterstützen. Neben der speziell dafür konzipierten RTX-Reihe gibt es noch einige weitere Modelle, die dafür geeignet sind. Auch hier ein kleiner Überblick:
RTX-Reihe
- NVIDIA GeForce RTX 2060
- NVIDIA GeForce RTX 2070
- NVIDIA GeForce RTX 2080
- NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti
- Dazu gehören auch die SUPER-Varianten
Pascal-GTX
- NVIDIA GeForce GTX 1060 mit 6 GB VRAM
- NVIDIA GeForce GTX 1070
- NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti
- NVIDIA GeForce GTX 1080
- NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti
Turing-GTX
- NVIDIA GeForce GTX 1660
- NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti
- NVIDIA GTX 1660 SUPER
Titan
- NVIDIA Titan X, XP und V
GeForce RTX 30-Serie
Alle Modelle dieser Serie wurden mit Raytracing ausgestattet, also auch diese:
- NVIDIA GeForce RTX 3070, 3080 und 3090
Das ist eine Liste der Spiele, die Raytracing bisher unterstützen. Allerdings gibt es bereits einige weitere Spiele, die angekündigt sind und auch diese Technologie unterstützen werden.
- Amid Evil
- Battlefield 5
- Bright Memory: Infinite
- Boundary
- Call of Duty: Black Ops - Cold War
- Call of Duty: Modern Warfare
- Control
- Crysis Remastered
- Cyberpunk 2077
- Deliver Us The Moon
- Dirt 5
- Fortnite
- Ghostrunner
- Godfall
- MechWarrior 5: Mercenaries
- Metro: Exodus
- Minecraft RTX
- Moonlight Blade
- Observer: System Redux
- Pumpkin Jack
- Quake 2 RTX
- Ring of Elysium
- Shadow of the Tomb Raider
- Stay in the Light
- The Medium
- Watch Dogs Legion
- Wolfenstein: Youngblood
- World of Warcraft: Shadowlands
- Xuan-Yuan Sword 7
Ja, das ist leider so. Raytracing sorgt dafür, dass die Bildrate stark verringert wird. Die Berechnungen für diese Technologie sind unglaublich aufwendig, daher wird die Performance der Spiele negativ beeinflusst. Der Verlust kann mal stärker oder auch weniger stark ausfallen, das hängt von der Art und dem Umfang der Implementierung ab. Besonders betroffen ist die Bildrate in Control, da diese eine große Anzahl verschiedener Raytracing-Optionen nutzt. Je nachdem, welche Qualitätsstufe gewählt wurde, kann mit einer Verringerung von etwa 35 bis 40 Prozent gerechnet werden. Empfohlen wird, gleichzeitig auch die DLSS-Option von NVIDIA zu aktivieren. Es ist dann zwar möglich, dass das Bild an Schärfe und Detailgrad verliert, aber die Performance verbessert sich.
Für Sie als passionierten Gamer ist die Raytracing Technologie ein wirklicher Gamechanger. Noch nie hat eine Grafik in einem Spiel so unglaublich realistisch ausgesehen wie mit dieser Technologie. Sie haben sich längst dazu entschlossen, möglichst nur noch Games zu spielen, die diese Technologie unterstützen. Selbstverständlich haben Sie Ihren Rechner auch bereits mit einer passenden Grafikkarte ausgestattet. Nun steht dem ganz neuen Spielerlebnis nichts mehr im Wege. Die Zukunft des Gamings – Raytracing gehört auf jeden Fall dazu.