Assassin's Creed Shadows: Die technischen Finessen der Anvil-Engine

Das vielleicht Eindrücklichste neben der neuen Raytracing-Beleuchtung ist die Simulation von Wind und Wasser. Beide nutzen eine Fluid-Simulation als Basis für die "Flussrichtung" von Wasser und Wind, Objekte und Landschaftsgeometrie werden ebenso wie Vegetations-, Partikel-, Haar- und Kleidungsphysik in diese einbezogen. Stehen Sie beispielsweise bei einem Gewittersturm auf dem Gipfel eines Berges, so peitscht der Wind dichte, volumetrische Regenpartikel durch das Bild, wirbelt die schicke Strand-Hair-Frisur ihrer Protagonisten durcheinander, lässt je nach Schwere Ihrer Kleidung Seidenkimono flattern oder Teile der Bambusrüstung schaukeln.

Quelle: Ubisoft Das neue, komplexe Flussmodell für die Windsimulation sorgt für viel Dynamik. Partikel, Vegetation und Physikobjekte interagieren zudem mit den simulierten Luftströmungen. Schwingen Sie sich darauf in den Sattel und reiten Sie ins bewaldete, nebelverhangene Tal hinunter, so "fließt" der Wind die Hänge entlang, lässt die Wipfel der Bäume wiegen, während im Windschatten von Stämmen und Felsen nahezu Windstille herrscht. Durch die dynamischen Nebelfetzen dringen stimmungsvolle God-Rays, der in die Globale Beleuchtung eingebundene volumetrische Nebel verfärbt sich unter der rosa Pracht der Sakura-Blüte, Gebäude aus Bambusrohren und Reiswänden zeigen dank Subsurface-Scattering einen schicken Durchscheineffekt.

Von den Dächern rinnen bei Regen stimmungsvoll dynamische Sturzbäche von den Ziegeln, auf dem Ozean wogen simulierte Wellen - ebenfalls mit schickem Durchscheineffekt ausgestattet. Unzählige dynamische Lichtquellen erhellen des Nachts die dunklen Straßen, werfen endlich (und im Gegensatz zu früheren Assassinen-Abenteuern) nahezu vollständig eigene Schatten - und können obendrein gelöscht, Fackeln zerschlagen, Laternen von Ihrem Charakter oder NPCs umgestoßen werden, worauf sich auch die Umgebung dynamisch in Dunkelheit taucht.

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Virtual Texturing, Flusssimulation, Raytracing und "Nanite"

Wir haben bereits zur Gamescom 2024 und im Interview mit den Entwicklern viel zur neuen Anvil-Technik erfahren. Wenn Sie sich für zusätzliche Details interessieren, legen wir Ihnen unseren umfangreichen Bericht zur Technik ans Herz. Gegenüber diesen ist Assassin's Creed Shadows allerdings hier und dort gar nochmals ausgebaut worden, die Raytracing-Spiegelungen waren zum damaligen Zeitpunkt etwa nicht eingeplant (zumindest nicht für alle Plattformen inklusive der Konsolen).

Einige Details sind allerdings auch für diesen technischen Artikel sowie die Benchmarks respektive Performance relevant. Zu diesen zählt neben der bereits abgehandelten Raytracing-Beleuchtung samt Spiegelungen respektive inklusive Specular-Ansatz und der Wind- sowie Physikintegration etwa außerdem die Geometrie-Darstellung. Auch hier betritt Assassin's Creed Shadows gewissermaßen Neuland: Die statische Geometrie, also etwa Felsen, Gebäude, Tempel, Städte oder Lager, wird mittels Virtualized Geometrie dargestellt.

Quelle: PCGH Die Weitsicht ist phänomenal. Dank Virtualized Geometry ist nahezu kein Pop-up zu erkennen. Einzig bei Vegetation ist ab und an ein LoD-Wechsel erkennbar, auch haben Schatten und Windsimulation eine endliche, bei genauem Hinschauen, sichtbare Grenze. Dabei handelt es sich um einen mit Nanite der Unreal Engine 5 (der Markenname "Nanite" wird ebenfalls unter dem technischen Begriff "Virtualized Geometry" geführt) vergleichbaren Ansatz. Assassin's Creed Shadows unterteilt die statische Geometrie ähnlich der UE5 in unzählige, teils pixelkleine Teile, die dynamisch herein gestreamt und zur jeweiligen Distanz mit passender Detailstufe in Laufzeit geladen und angezeigt werden können. Assassin's Creed Shadows beziehungsweise die runderneuerte Anvil-Engine nutzt nun also ein dynamisches Auto-LoD ähnlich der Unreal Engine 5 mit Nanite.

Dabei wird allerdings nicht die komplette Geometrie per "Virtualization" unterteilt und dynamisch im Detailgrad angepasst und herein gestreamt. Die Terrain-Darstellung etwa basiert weiterhin auf einer Height Map, aus der Tiefeninformationen für die Landschaftsdarstellung gewonnen, Hügel, Berge und Täler generiert werden. Dieser Ansatz ähnelt den Assassinen-Vorgängern seit Origins respektive Ghost Recon Wildlands, die die Height-Map-Technik erstmals März 2017 in der damals runderneuerten Anvil-Engine zeigte. Die Makro-Details, die grobe Landschaftsgeometrie wird demnach mittels einer, großen zweidimensionalen Textur generiert.

Quelle: PCGH Die statische Geometrie ist "Virtualized". Die Landschaftsdarstellung basiert noch auf einer Hight Map. Displacement Mapping sorgt für feine Mikro-Details. Virtual Texturing wird für die Landschaftsmaterialien genutzt.

Die Technik wurde verfeinert, ist aber im Grunde noch die gleiche, die bereits in Assassin's Creed Origins eingesetzt wurde (bzw. kurz zuvor in Ghost Recon Wildlands erstmals bei Ubisoft Verwendung fand). Für die Mikro-Details, die Feinheiten, kommt die Materialdarstellung der Bodenoberflächen auf. Diese nutzt Displacement Mapping, um mittels Tessellation und einer weiteren Textur mit Tiefeninformationen (einer Displacement Map) feine, dreidimensionale Details, Mikropolygone, zu generieren. Mit diesen werden für Bodenmaterialien Details wie Kieselsteine, Risse im Lehm, Wurzeln oder Pflastersteine erzeugt. Die Terrain-Darstellung ist für Assassin's Creed Shadows gegenüber den Vorgängern verbessert, die Details erhöht, die Texturauflösungen verfeinert, das Shading erweitert worden - auch wenn der technische Ansatz für die Terraindarstellung im Großen und Ganzen der gleiche ist, wie bereits in Origins.

Für die Texturbekleidung der Oberfläche, gleich ob Virtualized Geometry oder Terrain-Darstellung, nutzt Assassin's Creed Shadows Virtual Textures. Auch bei diesen kommt eine dynamische Unterteilung zum Einsatz, die diversen Pixeltapeten für die Materialdarstellung können virtuell "kachelartig" zerlegt werden, nur die für die aktuellen Berechnungen nötigen Texturinformationen zur Laufzeit geladen. Dazu zählt auch eine automatische MIP-Anpassung, die Qualitätsstufe wird demnach ebenfalls dynamisch zur Laufzeit geregelt und in passender Stufe in den Speicher gestreamt.

Quelle: PCGH Der Detailgrad der Grafik und die Komplexität der Assets und Effekte sind beachtlich. Trotz Detailfülle, teils extrem hoher Sichtweite und aufwendigen volumetrischen und Raytracing-Effekten ist Assassin's Creed Shadows nicht über Gebühr speicherhungrig. Shadows dürstet es primär nach Grafikpower. Bezüglich Speicher nutzt Assassin's Creed offenkundig ein Streaming-Budget, welches in Abhängigkeit zu den gewählten Einstellungen für Geometrie-Details sowie Textur- beziehungsweise Material- und Shader-Qualität im Grafikmenü in der Größe angepasst wird. Dieser "Block", dieser für Geometrie- und Texturstreaming zur Laufzeit reservierte Speicherplatz, ist selbst mit maximalen Details nicht allzu gewichtig, liegt vermutlich im Bereich von rund 8 GiByte. Dazu kommen diverse Buffer, der Frame- beziehungsweise Color-Buffer, Tiefenpuffer, Motion Vectors für das TAA oder eines der Upsamplingverfahren sowie eventuell Textur- und Voxeldaten für die Flusssimulation, Partikeleffekte, Nebel und volumetrische Wolkendarstellung sowie obendrein zusätzliche Texturen für prozedurale Generierung/Platzierung von Bäumen, Büschen und feinen Details.

Der Speicherbedarf lag während unserer stundenlangen Sessions selbst bei maximalen Details und in UHD-Auflösung im Rahmen von 12 GiByte - in Ultra HD mit nativer Bildglättung. Ein Speicherfresser ist das neue Assassin's Creed demnach nicht - aber dennoch kein Kostverächter: Wenn es um Grafikpower geht, kann man für das optisch prachtvolle, hochdynamische Meuchelabenteuer kaum genügend haben, wie Sie auf der nächsten Artikelseite sehen werden. Immerhin stehen alle modernen Upsampling-Verfahren zur Wahl: AMDs FSR, Nvidias DLSS sowie Intels XeSS. Letzteres verdient eine besondere Erwähnung, denn Assassin's Creed Shadows ist eines der wenigen Spiele mit Support für XeSS 2.0, was Intels Frame Generation sowie die Low-Latency-Funktion XeLL beinhaltet. Diese Funktionen stehen nur auf Intel-Arc-Grafikkarten zur Verfügung.

Quelle: PCGH Assassin's Creed Shadows: Intel XeSS 2.0 + XeLL @ Arc GPUs

Nahezu alle der bislang genannten Effekte, Verbesserungen und Erweiterungen erfordern zwar einen Verwaltungsaufwand für die CPU (dazu zählt insbesondere auch Raytracing beziehungsweise die Handhabung der BVH-Beschleunigungsstruktur), die eigentlichen Berechnungen laufen indes zu weiten Teilen auf der Grafikkarte. Dazu zählen neben den Berechnungen für die eigentliche Strahlenverfolgung außerdem Virtualized Geometry und Virtual Texturing. Diese setzen obendrein auf Direct Storage respektive Bindless Ressources, die Grafikkarte kann also direkt auf diese Daten zugreifen, ohne nochmalige Anweisungen, "Wegbeschreibungen zu benötigten Daten" durch die CPU zu erhalten. Auch die Flusssimulation, die umfangreiche Physik, die Wolkendarstellung, die Partikeleffekte laufen weitestgehend auf der GPU - die Anforderungen an die Grafikkarte sind bei hohen Details, dem Preset "Extrem-hoch" oder gar mit maximierten Einstellungen daher sehr hoch. Kommen wir zur Performance und unseren Benchmarks.

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Assassin's Creed Shadows im Test: Ubisoft liefert audiovisuelles Prachtstück ab Update: Mit Assassin's Creed Shadows ist just das Meuchelabenteuer der nächsten Generation erschienen. Die runderneuerte Anvil-Engine besticht durch feine Raytracing-Beleuchtung sowie extreme Detaildichte und Dynamik - Zeit für aktualisierte Grafikkarten-Benchmarks!

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1. Seite 1 Einleitung
2. Seite 2 Die technischen Finessen der Anvil-Engine
3. Seite 3 Grafikkarten-Benchmarks
4. Seite 4 Prozessor-Benchmarks und Fazit