Raytracing mit Geforce RTX: Gamersnexus baut Unreal-Engine-4-Demo mit kompletter GI

In seinen Präsentationen rund um die Turing-RTX-Grafikkarten hat Nvidia in den letzten Monaten verschiedene Demos genutzt, um die Vorzüge von Raytracing gegenüber klassischer Rasterisierung in der Computergrafik zu veranschaulichen. Gamersnexus.net hat die Demo mit den kleinen Räumen samt unterschiedlicher Objekte in der Unreal Engine 4 von Epic Games nachgebaut, um beim Thema Global Illumination näher ins Detail zu gehen.

Raytracing vs. Rasterisierung veranschaulicht

Nvidias Geforce RTX 2080 Ti, Geforce RTX 2080, Geforce RTX 2070 und Geforce RTX 2060 sind die ersten Spieler-Grafikkarten, die dedizierte Schaltkreise zum Berechnen virtueller Lichtstrahlen aufweisen. Beim Raytracing werden Szenen dreidimensional dargestellt. Die Strahlen gehen im 3D-Raum von Lichtquellen aus und prallen an Objekten ab. Da die RT-Leistung selbst im Falle des Turing-Topmodells noch beschränkt ist, konzentrieren sich die Spieleentwickler auf einzelne Aspekte wie zum Beispiel die Berechnung der Schatten und Reflexionen per Raytracing. Der Rest wird klassisch per Rasterisierung in Form eines 2D-Bilds gerendert.

Entwickler haben viele Jahre gebraucht, um das Konzept einer sogenannten Global Illumination möglichst realistisch zu simulieren. Dabei interagieren Objekte scheinbar mit verschiedenen Lichtquellen statt zum Beispiel nur mit der nächstgelegenen. Dafür setzen Spieleschmieden eine ganze Reihe von Tricks ein. Weit verbreitet ist das sogenannte "Baking", bei dem die Beleuchtung für statische Objekte vorab berechnet wird. Das sieht im Spiel mit minimalem Rechenaufwand nach dem initialen Ladevorgang gut aus, erlaubt aber keine Änderungen an den Objekten. Wo man die Schwächen von solch "gebackenem" Licht häufig gut sehen kann, sind Autoscheinwerfer: Die Straße erhellen sie noch, Objekte am Straßenrand werfen jedoch keine Schatten. Dynamische Schatten mit bewegenden Lichtquellen beziehungsweise Objekten lassen sich teurer in Echtzeit unter anderem mit Light- und Shadow-Maps rendern.

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Die Techdemo von gamersnexus.net zeigt, wie sich eine echte Global Illumination mittels Raytracing verglichen mit einer simulierten verhält - und wie gut letztere Methode eigentlich aussehen kann. Raytracing hat allerdings nicht nur den Vorteil des Realismus, sondern vereinfacht Entwicklern auch die Arbeit, da die Tricks durchaus Arbeitszeit in Anspruch nehmen und häufig ordentlich Gehirnschmalz erfordern.

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Raytracing mit Geforce RTX: Gamersnexus baut Unreal-Engine-4-Demo mit kompletter GI Die Kollegen von gamersnexus.net haben mit Hilfe von Epics Unreal Engine 4 eine Techdemo gebastelt, in der zwei Global-Illumination-Ansätze veranschaulicht werden sollen - eine echte in Form von Raytracing mit Nvidias Geforce-RTX-Grafikkarten und zum anderen eine nachgeahmte. Tricks zur Simulation einer GI sind heutzutage gut ausgereift, bedeuten aber Aufwand.

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