Special: Raytracing (Hardware)

von Marcel Kleffmann



Hardware
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Raytracing-Hardware von Nvidia

Derzeit sind es die Grafikkarten von Nvidia, die Hardware-beschleunigtes Raytracing anbieten. Das Unternehmen präsentierte auf der gamescom 2018 die ersten kostspieligen Produkte in diesem Bereich und legte somit vor. Gemeint sind die Modelle aus der Geforce-RTX-Reihe auf Turing-Architektur mit den RT- und Tensor-Recheneinheiten - sowie die kürzlich veröffentlichten, leicht überarbeiteten Super-Modelle dieser Baureihe. Die "Super-GPUs" sollen im Vergleich zu den bisherigen RTX-Modellen einige Architektur- und Prozessoptimierungen, eine bessere Energieeffizienz sowie weitere Verbesserungen aufweisen.

Einige GTX-Prozessoren unterstützen Hardware-beschleunigtes Raytracing seit März/April 2019 ebenfalls, wobei der Hersteller angibt, dass mit diesen GPUs nur "wenig aufwändige" Raytracing-Effekte möglich sind. Hierzu gehören GTX 1060 6 GB, GTX 1070, GTX 1070 Ti, GTX 1080, GTX 1080 Ti, Titan X und Titan XP - alle nutzen die Pascal-Architektur. Gleiches gilt für die beiden Turing-Karten der 10er-Reihe (GTX 1600 und GTX 1660 Ti) sowie die Titan V (Volta). Bei vielen zu berechnenden Strahlen und komplexen Effekten sollen die RTX-Modelle klar überlegen sein (Details). Nvidia spricht von zwei- bis dreifacher Leistung.

Raytracing-Hardware von AMD

Die Grafikkarten von AMD bieten derzeit keine explizite Raytracing-Beschleunigung auf Hardware-Ebene - hierzu zählt ebenso die erste Iteration der RDNA-Architektur (GPU: Navi 10). Die Berechnungen könnten zwar normale Shader übernehmen, die sind jedoch langsamer als die dedizierte Technik. Dennoch hat AMD durchblicken lassen, dass zukünftige Navi-GPUs (Jahr 2020) über eine Hardware-Beschleunigung verfügen sollen. Es wird spekuliert, dass diese Technologie in der Xbox Scarlett zum Einsatz kommen wird - entweder als Custom-GPU-Feature für Microsoft oder direkt für alle Modelle.
Dieses Video gibt einen Überblick über mehrere Spiele, die Hardware-beschleunigtes Raytracing auf Nvidia-Grafikkarten anbieten bzw. in Zukunft unterstützen werden. Zu sehen sind Control, Call of Duty: Modern Warfare, Wolfenstein: Youngblood, Synced: Off-Planet und Minecraft.
Auf der E3 2019 erwähnte Microsoft bei der Konsolen-Vorstellung jedenfalls Echtzeit-Raytracing (wir berichteten). Später wurden dedizierte Raytracing-Kerne bestätigt. Es ist davon auszugehen, dass die PlayStation 5 (Arbeitstitel) gleichermaßen auf diesen Raytracing-Ansatz setzen wird, da AMD sowohl Microsoft als auch Sony mit dem SoC-Komponenten (System-on-a-Chip) versorgen wird (Quellen: PC Games Hardware, Computerbase).

Ansonsten verfolgt AMD - wie Nvidia - eine mehrstufige Strategie und will immer mehr, ausgewählte Raytracing-Features über einen längeren Zeitraum in die eigenen Produkte implementieren. Als weitere Zukunftsmusik wird Cloud-Berechnung von kompletten Raytracing-Szenen angeführt.

Was macht Intel?

Welche Strategie Intel verfolgt, ist noch unklar. Der Chip-Riese arbeitet in Zusammenarbeit mit Wargaming an der Raytracing-Realisierung in World of Tanks - zur Darstellung von weicheren und realistischeren Schatten an den Fahrzeugen der Spieler. Das Raytracing funktioniert auf allen Grafikkarten, die DirectX 11 (ohne DXR) oder höher unterstützen, ist allerdings auf intakte Fahrzeuge und jene, die sich im direkten Sonnenlicht befinden, beschränkt. Die Unterstützung soll in den kommenden Updates für World of Tanks eingeführt werden.

Kommentare

Leon-x schrieb am
Gummirakete hat geschrieben: ?01.10.2019 08:53
ronny_83 hat geschrieben: ?30.09.2019 12:06 Bei manchen Beispielen hat man eher den Eindruck, es wird eher eine Kameralinse imitiert anstatt das menschliche Auge.
Das beschreibt es ganz gut, finde ich. Der Mensch sieht mit dem Hirn und sieht manches daher anders als reine Technik.
Dann musst du nur warten bis sie dich am Hinterkopf mit einem Anschluss mit der Matrix verbinden. Dann sieht dein Hirn was es sehen will. ;)
Jeder hat eine etwas andere Wahrnehmung oder ist unterschiedlich empfindlich.
Solange man keine direkte Verbindung zum eigenen Gehirn hat sind Games immer nur ein Fenster bzw Kameralinse durch die man blickt.
Zudem sind wir noch weit davon entfernt ein komplettes Bild in Echtzeit zu raytacen. Es fehlen noch zu viele Lichtstrahlen um wirklich alles korrekt zu erfassen.
Entwickler müssen auch noch paar Punkte in Sachen Beleuchtung dann berücksichtigen.
Trotzdem wird es denn immer höheren Aufwand an Fake-Effekte irgendwann ersetzen.
sphinx2k schrieb am
ronny_83 hat geschrieben: ?30.09.2019 12:06 Bei manchen Beispielen hat man eher den Eindruck, es wird (gerade in Ego-Perspektive) eher eine Kameralinse imitiert anstatt das menschliche Auge.
Das denke ich mir jedes mal wenn ich wieder in irgend einer Config herumfrickeln muss um Bewegungsunschärfe aus einem Spiel zu verbannen (Ist besser geworden, viele habe s mittlerweile wieder als Option drin). Einerseits was von realistischer Grafik erzählen, aber dann sowas einbauen. Ja ich weiß es wird gerne gemacht um schwankende FPS bei schnellen Bewegungen zu kaschieren.
Gummirakete schrieb am
ronny_83 hat geschrieben: ?30.09.2019 12:06 Bei manchen Beispielen hat man eher den Eindruck, es wird eher eine Kameralinse imitiert anstatt das menschliche Auge.
Das beschreibt es ganz gut, finde ich. Der Mensch sieht mit dem Hirn und sieht manches daher anders als reine Technik.
Heruwath schrieb am
TaLLa hat geschrieben: ?27.09.2019 17:56 Raytracing ist beeindruckend, wenn es komplett genutzt wird, aber die Tensor Kerne sind einfach viel zu schwach dafür. Auch die GI von Metro ist nur halbgar, dass es in Innenräumen so dunkel ist, ist ganz und gar nicht realistisch, sonst würde man ja auch im echten Leben nichts sehen, wenn man bei halber Sonne im Büro sitzt. Hier passen eben Komponenten der Lichtreflektion im an den Wänden nicht, um den Raum zu erleuchten, außerdem wird immer wieder die Komponente des menschlichen Auges als Restlichtverstärker vergessen. Ich will die Technologie haben, aber solange es nur so halbgar ist, stört es mich auch nicht weiter AMD Karten zu nutzen. Nvidia hat immerhin die Einführung beschleunigt, aber auch gezeigt, warum viele die Jahre vorher sagten, dass Gaming und seine Hardware noch nicht so weit sei.
Bist du dir sicher, dass die Dunkelheit bei Metros GI damit zu tun hat, dass es halbgares raytracing ist? Ich finde, wir sollten uns davon entfernen mit Realismus zu argumentieren und darauf einstellen, dass alle Spiele stilisiert sind.
Seitenwerk hat geschrieben: ?01.10.2019 06:28 Was ich bisher von Raytracing gesehen hab, da stimme ich einigen hier zu, sah in den meisten Fällen eher nach Effekthascherei aus als Realismus. Wenn ich daran denke was Titel ohne Raytracing schon geschafft haben, zb Uncharted oder viele andere, dann sieht man es geht auch ohne Raytracing den gleichen Effekt zu erzielen.
Raytracing macht es halt automatisch statt von Hand gesetzt, verbraucht aber auch unsinnig viel Leistung. Das Thema sehe ich derzeit so wie 4K, lieber Checkerboard Rendering, wo man den Unterschied garnicht sieht und dafür die ganze Leistung in mehr Details oder Physik stecken. Das finde ich bei der Kosten/Nutzen Rechnung persönlich sinnvoller.
Uncharted ist eines der besten Beispiele für ein Spiel, was keine realistische Darstellung anstrebt. Die Grafik von Uncharted ist sehr stilisiert. Natürlich kann man ohne echtzeit...
Seitenwerk schrieb am
Was ich bisher von Raytracing gesehen hab, da stimme ich einigen hier zu, sah in den meisten Fällen eher nach Effekthascherei aus als Realismus. Wenn ich daran denke was Titel ohne Raytracing schon geschafft haben, zb Uncharted oder viele andere, dann sieht man es geht auch ohne Raytracing den gleichen Effekt zu erzielen.
Raytracing macht es halt automatisch statt von Hand gesetzt, verbraucht aber auch unsinnig viel Leistung. Das Thema sehe ich derzeit so wie 4K, lieber Checkerboard Rendering, wo man den Unterschied garnicht sieht und dafür die ganze Leistung in mehr Details oder Physik stecken. Das finde ich bei der Kosten/Nutzen Rechnung persönlich sinnvoller.
schrieb am