Nvidia CES 2025 Editor's Day - Mega Geometry

Mega Geometry ist ein weiterer Einsatz von Neural Shading. Spezifisch dreht es sich hierbei um Geometrie, welche mithilfe der KI-unterstützten Grafikprogramme erzeugt wird. Mega Geometry ist damit Tessellation nicht ganz unähnlich: Mithilfe der Technik werden Polygon-Meshes kleinteilig (und optional dynamisch) zerlegt, um etwa kleinste Details wie Kieselsteine oder - wie im gezeigten Nvidia-Demo-Material - die Schuppen eines Drachen mithilfe erzeugter Geometrie herauszuarbeiten. Bislang kamen dafür zumeist Shader zum Einsatz, die mithilfe einer Displacement Map respektive Textur mit Höheninformationen und GPU-Berechnungen Modelle mit zusätzlichen Polygonen versah.

Quelle: NVIDIA RTX Neural Rendering - Mega Geometry Ein Problem dabei ist der hohe Verwaltungsaufwand Frame-für-Frame, insbesondere gilt dies für Ray- und Pathtracing respektive die dafür nötige Beschleunigungsstruktur. Diese für jeden einzelnen Frame neu zu generieren, wird umso ineffizienter, umso aufwendiger, je komplexer und dynamischer eine Szene ausfällt. Jede Veränderlichkeit, jedes Maß an Dynamik erfordert eine Neuberechnung der beschleunigenden Bounding Volume Hierarchy (BVH). Hochkomplexe Szenen, insbesondere mit beweglichen Inhalten, sind daher bis dato besonders schlecht mit Ray- und Pathtracing darstellbar.

Quelle: NVIDIA Mega Geometry - Der Drache wird mithilfe der KI mit massenweise zusätzlichen Polygonen versehen. Ohne, dass dafür eine Displacement- oder Normal Map mit Höheninformationen nötig wäre.

Techniken wie Mesh Shader, die Unreal Engine 5 und Nanite, generell "Virtual Geometry" wie beispielsweise auch das in Kürze erscheinende Assassin's Creed Shadows, bieten wird, werden diese Problematik nochmals potenziell verschärfen: Spielwelten bieten mit diesen dynamischen Meshes eine extrem polygonreiche Darstellung, die allerdings Frame-für-Frame hunderte, tausende Level-of-Detail-Changes aufweisen können. Eine Bounding Volume Hierarchy müsste demnach nahezu immer komplett neu erstellt werden, was nicht nur für die Grafikkarte und deren Speicher ein Problem darstellt, sondern außerdem für die CPU. Je komplexer, feiner und dynamischer die Szene, desto höher der Verwaltungsaufwand, desto höher der "Raytracing-Overhead" der CPU.

Quelle: NVIDIA RTX Neural Rendering - Mega Geometry Es gibt Lösungsansätze. Die Unreal Engine 5 nutzt etwa für Raytracing und Nanite-Meshes simplifizierte "Platzhalter", das Fallback Mesh. Und erst seit UE5.5 werden Nanite Skeletal Meshes, also dynamische und animierte Nanite-Modelle, etwa für Figuren unterstützt. Mega Geometry ist ein weiterer Lösungsansatz für stetig komplexer werdende, immer dynamischere Polygonwelten, für welche die Berechnung der BHV zunehmend komplizierter, zeitaufwendiger, speicherlastiger und ineffizienter wird: Statt eines tatsächlich komplexen High-Res-Modells kommt ein "normales" Mesh als Basis zum Einsatz, für das wie gehabt eine BHV berechnet wird.

Die zusätzlichen Polygone werden darauf ähnlich wie bisher via Shader-Berechnung, Tessellation und einer Displacement Map von der KI erzeugt, "herbeihalluziniert" - allerdings ohne aufwendige GPU-Berechnungen und ohne speicher- und bandbreitenintensive Textur-Basis. Diese zusätzlichen Details können dynamisch Frame für Frame erzeugt und angepasst werden, der Detailgrad also beispielsweise beim Näherkommen erhöht werden, ohne dass deshalb ein untragbar hoher Verwaltungsaufwand entstünde. Die Beschleunigungsstruktur basiert dagegen auf dem Ursprungs-Mesh. Dieses ist gegenüber dem sichtbaren, mittels Mega Geometry mit deutlich mehr Polygonen ausgestatteten Modell demnach drastisch weniger komplex, "simplifiziert". Es ist eine Low-Poly-Variante des mittels KI und Mega Geometry zum High-Poly-Mesh aufgewerteten Modells.

Quelle: NVIDIA RTX Neural Rendering - Mega Geometry In gewisser Weise nutzen Nanite und Mega Geometry also eine ähnliche Lösung für die Verwaltungsproblematik bei Raytracing, die bei wachsender Szenenkomplexität zunehmend eskaliert: Beide Herangehensweisen nutzen gegenüber dem sichtbaren, dynamischen High-Res-Modell eine abgespeckte "Low-Poly"-Variante, um den Verwaltungsaufwand im Rahmen zu halten. Statt hochkomplexem, potenziell stets dem Wandel unterworfenen Nanite-Mesh nutzt die UE5 ein drastisch abgespecktes Fallback Mesh. Bei Mega Geometry gibt es kein "eigentliches" High-Res-Mesh, sondern es wird ein reguläres Polygon-Modell genutzt, dessen zusätzliche Details und Polygone von der KI erzeugt werden. Der Verwaltungsaufwand wird in beiden Fällen drastisch reduziert.

Das erste (und bislang einzige angekündigte) Spiel, das Mega Geometry nutzen wird, ist Alan Wake 2, das bereits auf Mesh Shader baut und entsprechende Hardware voraussetzt. Wir sind gespannt, ob Mega Geometry in diesem Fall nicht nur optische Vorteile bringen wird, sondern eventuell auch die Performance verbessern kann - und insbesondere die CPU beim Einsatz von Ray- und Pathtracing entlasten könnte. Allzu lange müssen wir mit Untersuchungen wohl nicht mehr warten. Auch hier gilt: Mega Geometry ist weder Blackwell- noch Nvidia-exklusiv.

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Nvidia Blackwell: Hinter den Kulissen von RTX 5090 und Co. Neben Jensen Huangs Keynote gab es auf der diesjährigen CES einen Editor's Day. Dort gab es weitere Informationen zu RTX 5000 und den neuen Features und Fähigkeiten der Blackwell-Generation. Wir fassen die wichtigsten Informationen für Sie zusammen und geben einen Blick hinter die Kulissen.

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1. Seite 1 Einleitung
2. Seite 2 Neural Rendering
3. Seite 3 Neural Shaders
4. Seite 4 Mega Geometry
5. Seite 5 Neural Radiance Cache
6. Seite 6 Weitere Blackwell-Features, DLSS4 und Reflex 2