Was ist Nvidia Raytracing? Eine einfache Erklärung

Mit den neuen Geforce-Grafikkarten der RTX-2000-Gen­er­a­tion präsen­tiert Her­steller Nvidia erst­mals Pro­duk­te, die hard­ware­seit­iges Echtzeit-Ray­trac­ing unter­stützen. Das Fea­ture soll die Optik von unter­stützen Spie­len deut­lich verbessern. Falls Du Dich fragst, was genau diese Neuerung verän­dert, haben wir hier die Erk­lärung für Dich.

Was bedeutet Raytracing?

Ist von Ray­trac­ing die Rede, geht es grund­sät­zlich um real­is­tis­che Berech­nun­gen von Licht­strahlen, also um ein möglichst real­is­tis­ches Beleuch­tungsmod­ell mit präzisem Schat­ten­wurf, Reflex­io­nen und indi­rek­tem Licht. Das Wort selb­st bedeutet in etwa, dass einzelne Strahlen ver­fol­gt wer­den. Die Tech­nolo­gie hat zum Teil nicht nur auf die Grafik, son­dern auch auf das Game­play Auswirkun­gen.

Ray­trac­ing stellt aber selb­st für die neuen RTX-Grafikkarten von Nvidia einen erhe­blichen Rechenaufwand dar. Manche Games wen­den das Fea­ture daher nur für bes­timmte Effek­te an, etwa für real­is­tis­che Spiegelun­gen, besseres Licht oder ein­fach nur eine bessere Schat­ten­darstel­lung.

Einige Spiele auf dem PC unter­stützen Ray­trac­ing bere­its. Promi­nente Beispiele sind:

• Bat­tle­field 5
• Metro Exo­dus
• Aset­to Cor­sa Com­pe­tizione
• Shad­ow of the Tomb Raider

Video: Youtube / NVIDIA GeForce

Grafische Verbesserungen

Ray­trac­ing verbessert die Grafik eines Spiels bei Licht­set­zung und Reflex­ion. Ohne RTX-Grafikkarte und Ray­trac­ing zeigen Spiegelun­gen in einem Game in der Regel nur Dinge an, die sich auch in Deinem Sicht­feld befind­en: Das sind dann soge­nan­nte Screen­space-Effek­te. Ist das Nvidia-Fea­ture hinge­gen aktiviert, kön­nen etwa Flam­men oder Licht­blitze auf spiegel­nden Objek­ten reflek­tiert wer­den, die sich hin­ter Dein­er Spielfig­ur befind­en. Etwa so, wie es auch im echt­en Leben der Fall wäre.

In den meis­ten Spie­len wer­den die Lichtquellen per Hand geset­zt. Mit Ray­trac­ing kön­nen Spiele hinge­gen eine glob­ale Lichtquelle, etwa eine virtuelle Sonne, als Aus­gangspunkt nehmen und den Lichte­in­fall in Echtzeit berech­nen – samt indi­rek­ter Beleuch­tung. Objek­te kön­nen den das Licht und dessen Schat­ten bee­in­flussen oder den Licht­strahl sog­ar ablenken. Durch Ray­trac­ing berück­sichtigt das Spiel beispiel­sweise eben­so, auf welch­es Mate­r­i­al der Strahl trifft. Schat­ten erscheinen Dir dadurch viel real­is­tis­ch­er und physikalisch kor­rekt.

Beson­ders bemerk­bar macht sich das Fea­ture, wenn das Licht auf trans­par­ente Objek­te oder etwa Glaskugeln trifft, die den Strahl ablenken. Auch hier gilt: Licht­strahlen wer­den selb­st dann ver­fol­gt und dargestellt, wenn diese ger­ade nicht in Deinem Sicht­feld sind. Was Ray­trac­ing im Ide­al­fall leis­ten kön­nte, zeigt Dir das fol­gende Star-Wars-Video, das in der Unre­al-Engine ent­standen ist. Lei­der han­delt es sich nur um eine Tech­nik-Demo, die Szenen stam­men nicht aus einem Spiel.

Video: Youtube / UnrealEngine

Vorteile bei Spielen

Neben den genan­nten möglichen optis­chen Verbesserun­gen liefert Dir Ray­trac­ing auch spielerisch einen Vorteil – zumin­d­est ein wenig. Durch real­is­tis­chere Schat­ten­würfe kannst Du wom­öglich einige Geg­n­er in Shootern eher ent­deck­en, als es Dir ohne das Fea­ture möglich wäre. Etwa, wenn eine Lichtquelle außer­halb Deines Sicht­bere­ichs einen großen Schat­ten wirft, die ohne Ray­trac­ing gar nicht vom Spiel berück­sichtigt wer­den würde.

Beson­ders die Reflex­io­nen geben Dir mehr Überblick. Pfützen, Spiegel und Co. zeigen Dir, was außer­halb Deines Blick­felds geschieht. Auf Beschuss durch große Waf­fen wie Flam­men­wer­fer oder Raketen kannst Du in Shootern so schneller reagieren und wirst weniger über­rascht. In Renn­spie­len kön­nte sich ein ander­er Wagen in der Karosserie spiegeln, wodurch Du schneller ein Über­hol­manöver vere­it­eln kannst.

Nachteile bei Spielen

Wenn Du auf Ray­trac­ing set­zen möcht­est, soll­test Du aber zwei Dinge bedenken: Real­is­tis­che Schat­ten kön­nen zwar schön­er ausse­hen, aber auch für mehr Dunkel­heit sor­gen. Wer­den Licht­strahlen real­is­tisch berech­net, kön­nte es ger­ade inner­halb von Gebäu­den mehr Schat­ten in Spie­len geben. Dadurch ver­lierst Du etwas an Überblick und kön­ntest wom­öglich von Geg­n­ern über­rascht wer­den, die in der Dunkel­heit lauern.

Hinzu kom­men die hohen Sys­te­man­forderun­gen, die bei eini­gen Spie­len in keinem gün­sti­gen Ver­hält­nis zu den optis­chen Verbesserun­gen ste­hen, die Ray­trac­ing bringt. Je nach Game ver­passt Du also nicht viel, wenn Du den Effekt ein­fach wieder abschal­test. Das ist ger­ade dann sin­nvoll, wenn die Bild­darstel­lung stockt.

Was ist für Raytracing nötig?

Du benötigst für Ray­trac­ing vor allem einen schnellen Com­put­er  Eine RTX-Grafikkarte ist zudem emp­fohlen. Mit ein­er Nvidia RTX 2080 bist Du also gut berat­en, wenn Du die Tech­nolo­gie nutzen möcht­est. Zwar kannst Du real­is­tis­che Licht­strahlen und Co. inzwis­chen auch Grafikkarte der GTX-Rei­he nutzen, doch je nach Spiel musst Du dann erhe­bliche Ein­bußen bei der Per­for­mance in Kauf nehmen, da die benötigten Kerne für die Ray­trac­ing-Beschle­u­ni­gung fehlen.

Trotz RTX-Karte fällt die geforderte Rechen­leis­tung für Ray­trac­ing bei eini­gen Spie­len aber so hoch aus, dass ein flüs­siges Spiel­er­leb­nis höch­stens in 1080p möglich ist – die Kom­bi­na­tion aus 4K, hohen Grafike­in­stel­lun­gen und Ray­trac­ing bringt selb­st den einen oder anderen High-End-Rech­n­er an seine Gren­zen. Es ist also nicht ger­ade gün­stig, Deinen PC für das Nvidia-Fea­ture fit zu machen.

Ein gutes Beispiel ist an dieser Stelle Bat­tle­field 5. Für die Nutzung von Ray­trac­ing wird fol­gende Hard­ware emp­fohlen:

• Prozes­sor: Intel Core i7 8700
• Arbeitsspe­ich­er: 16 GB RAM
• Grafikkarte: Nvidia RTX 2070

Video: Youtube / NVIDIA GeForce

Zusammenfassung

• Ray­trac­ing sorgt für Real­is­mus bei Licht und Reflex­io­nen.
• Zwar lassen sich die Effek­te auch mit eini­gen GTX-Karten aktivieren, die nötige Per­for­mance liefern aber nur die RTX-Grafikkarten von Nvidia.
• Ray­trac­ing erlaubt präzisen Schat­ten­wurf, indi­rek­te Beleuch­tung und real­is­tis­che Reflex­io­nen auch von Objek­ten außer­halb des Sicht­felds.
• Ray­trac­ing benötigt sehr viel Leis­tung und dementsprechend schnelle Hard­ware.

Was ist Deine Mei­n­ung zu Ray­trac­ing? Ist das die näch­ste Grafik-Rev­o­lu­tion bei Spie­len? Schreib uns Deine Mei­n­ung in die Kom­mentare.

Titelbild: picture alliance / ZUMA Press