WoW Shadowlands im Techniktest: Raytracing-Schatten peppen die Grafik des 16 Jahre alten Spiels auf

World of Warcraft ist einfach nicht totzukriegen. Das nunmehr achte WoW-Addon namens Shadowlands ist just erschienen und entwickelt Blizzards MMORPG-Dauerbrenner gezielt weiter. Und auch wenn so mancher Zeitgenosse angesichts der folgenden Aussage eine Augenbraue hochziehen dürfte: World of Warcraft war schon immer ein Technikvorreiter und WoW Shadowlands führt diese alte Tradition fort. Egal ob Multi-Threading, 64-Bit-Adressraum, DirectX 11, Ambient Occlusion oder DirectX 12, das ehemalige DX9-Spiel hat mit den Jahren zahlreiche Technik-Upgrades erfahren. Nun, mit der Spielversion 9.0, hält ein weiteres Schmankerl Einzug nach Azeroth: Raytracing. Was das bringt und was es kostet, prüft PCGH im Techniktest von WoW Shadowlands.

WoW Shadowlands: Schatten über den Landen

WoW Shadowlands führt den naheliegenden Gag "Schatten im Namen, Schatten via Raytracing" fort und macht dabei zweifellos eine gute Figur. Wenn es um Raytracing geht, stellen Schatten den ressourcenschonendsten Effekt dar. Die düsteren Zeitgenossen kommen selten bildfüllend vor, brechen kein Licht und sind daher relativ günstig zu haben. Und doch sind Schatten essenziell für eine stimmige und zugleich plastische Grafik. Ohne Schatten keine Tiefe, keine "Erdung" der Objekte und auch keine schummrige Lagerfeueratmosphäre.

WoW Shadowlands (WoW 9.x): Grafikoptionen

Grafikoptionen Raytracing-Schatten

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WoW 9.0, das sich viele Monate in der Testphase befand und nun mit Shadowlands auf den Live-Servern Einzug hielt, kann nun in einem Atemzug mit Shadow of the Tomb Raider oder Call of Duty Black Ops Cold War genannt werden. Allen Spielen ist gemein, dass sie optional mithilfe von Raytracing-Schatten aufgehübscht werden können. Die Voraussetzung ist in jedem Fall ein PC mit Windows 10, da dessen DirectX-12-Schnittstelle verwendet wird, sowie eine entsprechende Grafikkarte. Mittlerweile sind nicht mehr nur Nvidias Geforce-Reihen RTX 20 und RTX 30 in der Lage, Raytracing-Effekte darzustellen und hardwareseitig zu beschleunigen, sondern auch die Radeon RX 6800 und RX 6800 XT, in Kürze gefolgt von der RX 6900 XT. Alle drei basieren auf der neuen RDNA-2-Architektur von AMD.

Tatsächlich gehört WoW Shadowlands zu AMDs Marketing-Kampagne, der Hersteller bewirbt das Spiel und kooperiert mit dem Entwickler Blizzard. WoW implementiert mit Version 9 mehrere Features, welche aus AMDs GPU-Open-Initiative, genauer gesagt aus dem FidelityFX-Toolset stammen. Da ist einerseits die neue und für RDNA-2-GPUs optimierte Umgebungsschattierung CACAO (Combined Adaptive Compute Ambient Occlusion), welche an die Stelle des viele Jahre genutzten HBAO+ von Nvidia tritt. Dieser Effekt hat jedoch nichts mit Raytracing zu tun, sondern stellt einen ergänzenden, rasterbasierten Effekt dar, welcher auch ohne Raytracing-Grafikkarte funktioniert. Anders besagte Schattendarstellung auf Basis von DirectX 12 Raytracing (DXR), hierfür ist ein moderner PC Pflicht. Sie finden die neue Option unter "Optionen" - "System" - "Erweitert":
Quelle: PC Games Hardware WoW Shadowlands: Die Raytracing-Optionen im Detail Die Raytracing-Schatten lassen sich in drei Stufen zuschalten: Mittel, Gut und Hoch. Abhängig von der Qualitätsstufe ist nicht nur die Auflösung der erzeugten Schattenmuster, sondern auch die Anzahl der Lichtquellen. "Mittel" entspricht der niedrigsten Qualität und berücksichtigt nur die Sonne als Lichtquelle. "Gut" lässt auch lokale Lichtquellen, wie Lagerfeuer, Schatten werfen - somit kann WoW erstmals mehr als einen Schatten gleichzeitig darstellen. Doch erst "Hoch" zeigt die volle Pracht, hier werfen alle berücksichtigten Lichtquellen feinere Schatten.

WoW Shadowlands: Praxistest

Wie die WoW-Entwickler ausführen, verbessern die neuen, via Raytracing berechneten Schatten viele Facetten der Spielwelt. Dies betrifft in erster Linie die Präzision der Verschattung, welche bei klassischen Shadow-Maps oft zu wünschen übriglässt, sofern man nicht mit riesigen Texturen arbeitet. Raytracing erfasst und verschattet selbst kleinste Details, was vor allem der Selbstverschattung der Charaktere zu Gute kommt und ihnen dadurch mehr Ausdruck verleiht. Doch auch die Spielwelt profitiert, wenngleich der Effekt subtiler ist. Wie immer beim Thema Schatten fällt der Grad an Realismus nicht direkt in Auge, in WoW ist er jedoch sichtbar. So werfen weit entfernte Baumkronen beispielsweise keine messerscharfen Schatten, sondern werden mittels Raytracing weich dargestellt. Befindet sich das Objekt näher an der Lichtquelle, ist der Schatten schärfer.

PCGH hat sich die Raytracing-Schatten zu verschiedenen Tages- und Nachtzeiten an unterschiedlichen Lokalitäten angesehen und meint: Gute Arbeit, Blizzard! Zwar wird aus WoW durch Raytracing kein Assassin's Creed Valhalla, die Grafik profitiert jedoch sichtbar, ist handwerklich sauber und weist eine angenehm hohe Schattendarstellungsdistanz auf. Wir raten deutlich zur RT-Schattenstufe "Hoch" zwecks höchster Qualität und temporaler Stabilität. Letztere ist wichtig, da WoW nach wie vor kein TAA verwendet; Bildglättung gibt's entweder mithilfe von MSAA oder Postfiltern - bzw. allem zusammen. Am effektivsten entflimmern lässt sich die Grafik mithilfe des spielinternen Auflösungsreglers, welcher von 33 bis 200 Prozent der nativen Auflösung reicht - spätestens in 8K ist WoW flimmerfrei, aber auch sehr anspruchsvoll. Randnotiz: Alpha to Coverage, das die MSAA-Samples auch auf Alphatest-Texturen (wie Vegetation) anwendet, unterbindet derzeit auf Geforce-GPUs das Aliasing nur unzureichend. Die Funktion zeigt einen Effekt, ist folglich nicht fehlerhaft, allerdings flimmert die Flora auf AMD-GPUs derzeit weniger als auf Nvidia-Chips.

Genauere Technikinformationen zu den Raytracing-Schatten in WoW Shadowlands sind bedauerlicherweise Mangelware. Da das Spiel jedoch aktiv von AMD beworben wird, gehen wir davon aus, dass auch die RT Shadows in einer für RDNA 2 optimierten Form vorliegen. Ein paar Informationen lassen sich einem AMD-Video zum Thema DXR 1.1 entnehmen, das Optimierungsvorschläge liefert. Demnach lassen sich RT-Schatten bereits mit einem Strahl pro Pixel in guter Qualität realisieren. Wir gehen davon aus, dass dies in WoW für die Stufe "Hoch" gilt, während "Mittel" und "Gut" mit reduzierter Strahlenmenge arbeiten. Je weniger Strahlen, desto löchriger die durch Raytracing erzeugten Bilder. Damit steigt der Bedarf an einem guten Denoising-Filter, welcher die fehlenden Informationen interpoliert und das Ergebnis weichzeichnet - dieses Entrauschen ist gängige Praxis in allen Raytracing-Spielen. AMDs FidelityFX-Paket enthält derzeit nur einen Denoising-Algorithmus, welcher für Reflexionen optimiert ist. Der zweite, optimiert für Schatten, soll in Kürze folgen - wir vermuten, dass ausgesuchte Entwickler wie die von WoW, Dirt 5 und Godfall längst Zugriff darauf haben und diese für RDNA 2 optimierten Code-Schnipsel verwenden.

WoW Shadowlands: Vergleichsbilder mit und ohne Raytracing

Werfen wir einen Blick auf einige Szenen mit und ohne Raytracing. Letzteres beinhaltet eine Schattendarstellung mithilfe von klassischen Shadow-Maps, ergo Texturen. Bei unseren Stichproben fiel uns auf, dass sich die Stufe "Hoch" fast immer sichtbar von "Mittel" und "Gut" unterscheidet - aber nicht immer intuitiv. Sieht man von dynamischen Schattenwerfern (wie Vögeln) ab, die einen Direktvergleich erschweren, weist das "Hoch"-Bild oft weniger Schatten auf als die beiden Stufen darunter. Dies liegt an der höheren Präzision, welche selbst kleinste Unterschiede bei der Geometrie beherzigt, während die geringeren RT-Shadow-Settings wie auch die Shadow Maps teils unpassende Schatten werfen (wenngleich das in-game nicht auffällt).

Schattenvergleich

RT-Schatten aus/off RT-Schatten mittel/medium RT-Schatten gut/fair RT-Schatten hoch/high

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RT-Schatten vs. Shadow Maps

RT-Schatten (max. Qualität) Shadow Maps

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RT-Schatten vs. Shadow Maps #2

RT-Schatten aus RT-Schatten an (max. Qualität)

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WoW Shadowlands: Leistungstest

Was kosten die Raytracing-Schatten in World of Warcraft Shadowlands? Die Benchmarks zur Beantwortung dieser Frage finden in der Allianz-Hauptstadt Stormwind statt - und zwar nicht am Boden, sondern aus guten Gründen in luftiger Höhe. Über weite Teile ist World of Warcraft kein anspruchsvolles PC-Spiel, allerdings kommt es je nach Szenario zu hoher Prozessor- oder Grafikkartenlast. Erstere tritt in Hauptstädten mit ihren vielen Objekten und Charakteren (NPCs und Spieler) auf, während Grafikkarten traditionell bei dichter (Textur-)Vegetation schuften müssen.
Quelle: PC Games Hardware WoW Shadowlands Raytracing Performance Test: Die PCGH-Testsequenz "Stormflight" findet über den Dächern Sturmwinds statt, um möglichst viel Geometrie und somit auch viele Schatten zu erhalten. Raytracing wird gemeinhin als GPU-Killer bezeichnet, was grundsätzlich stimmt, denn die Strahlenbelastung skaliert mit der Auflösung und wird daher immer anspruchsvoller, je hübscher das Spiel aussehen soll. Dadurch, dass auch Objekte außerhalb des Sichtbereichs (Screenspace) berücksichtigt werden müssen, bekommt jedoch auch der Hauptprozessor zusätzliche Arbeit aufgebürdet. Je nach Spiel und Raytracing-Implementation führt das zu einem mehr oder minder großen Einfluss auf die Bildraten im CPU-Limit.

Für die Benchmarks standen wir vor der Wahl, eine traditionell grafiklastige Szene heranzuziehen (in diesem Fall die neue Start-Insel), oder doch eine der deutlich "alleslastigeren" Hauptstädte. Unsere Wahl fiel nach einigen Stichproben auf Letzteres. Während der Flüge über die Allianzhauptstadt zeigten unsere Testrechner unterdurchschnittliche Bildraten, was nicht verwunderlich ist: Wer mit seinem Flugtier eine Stadt überblickt, bürdet seinem PC die höchstmögliche Anzahl an Objekten auf, die sich in World od Warcraft gleichzeitig finden lassen. Selbst bei optimalem Culling und dem hier auffällig aktiven LoD-System ist die Anzahl der Drawcalls (Aufträge, Objekte zu zeichnen) immens, wobei DirectX 12 beim effizienten Prozessieren hilft.

Randnotiz: Raytracing benötigt außerdem deutlich mehr Grafikspeicher als klassische Beleuchtung, auch in World of Warcraft. Dies soll jedoch nicht das Thema sein, denn die Kapazität des VRAMs wird in WoW Shadowlands auf aktuellen Oberklasse-Grafikkarten erst in 8K allmählich knapp.

Radeon RX 6800 XT vs. Geforce RTX 3080

Im folgenden Benchmark verwenden wir nicht nur die aktuelle WoW-Version 9.0.2 von 24. November, sondern auch das aktuelle Windows 10 20H2 (v2009) sowie aktuelle Grafikkartentreiber von AMD und Nvidia. Diesmal verzichten wir auf die sonst von uns bekannte Benchmarklawine, sondern verschreiben uns ganz den Leistungskosten der Raytracing-Verschattung. Wir fliegen in Kirchturmhöhe 20 Sekunden lang über die Stadt in Richtung Elwynn Forest. Im Spiel aktivieren wir die DX12-Schnittstelle und alle Details, die nicht bei 3 auf den Bäumen sind - Vsync, Triple-Buffering und Frametlimits selbstverständlich ausgenommen.

Wir erinnern uns: Städte sind weitgehend CPU-lastig, ergo führen geringe Auflösungen nicht zum Ziel, die Unterschiede bei der GPU-Leistung fallen nicht so groß aus wie sie tatsächlich sind. Wir entschieden uns daher für die Ultra-HD-Auflösung, um die größtmöglichen Unterschiede herauszuarbeiten. Ohne Raytracing stellt diese Pixelmenge kein Problem für aktuelle Grafikkarten dar - doch wie sieht das mit steigender Raytracing-Schattenlast aus?

Wie oben erläutert, unterscheiden sich die RT-Stufen hinsichtlich der Strahlenmenge und Anzahl parallel dargestellter Lichtquellen. "Mittel" lässt nur die Sonne als globale Lichtquelle Schatten werfen, welche eine relativ geringe Auflösung haben (aber dennoch besser aussehen als die alten Shadow-Maps). "Gut" lässt auch lokale Lichtquellen wie Fackeln entsprechende Schatten werfen, allerdings spielen diese zur Benchmarkzeit in Stormwind offenbar keine Rolle, diese Qualitätsstufe gibt es fast kostenlos.

Deutlichere Auswirkungen auf Optik und Bildrate hat die höchste Stufe: "Hoch" senkt die Bildrate auf einer Radeon RX 6800 XT um beinahe 28 Prozent und die Fps einer Geforce RTX 3080 um rund 23 Prozent. Die Geforce ist in jedem Fall schneller als die Radeon, wobei sich der Abstand mit steigender Raytracing-Qualität vergrößert (~26 bis ~34 Prozent). Auf den ersten Blick sieht es folglich so aus, als zahle sich die Optimierung für AMDs RDNA-2-Architektur nicht aus, doch das ist nur die halbe Wahrheit, wie sich in weiteren Tests herausstellte.

Raytracing verursacht (hohe) CPU-Last

Wir staunten nicht schlecht, als wir die Last mithilfe des spielinternen Auflösungsreglers testweise veränderten. Von 33 bis 200 Prozent der eingestellten Achsenauflösung ist alles möglich. Dabei stellte sich rasch heraus: Je weniger Pixel, desto näher rückt die Radeon RX 6800 XT der Geforce RTX 3080 auf den Pelz - um sie schließlich zu überholen. Die Raytracing-Schatten verursachen in jedem Fall einen Overhead, einen stets zu stemmenden Mindestaufwand. Dieser geht, so unsere Beobachtungen, zulasten des Prozessors, sodass Raytracing in WoW stets geringere Bildraten in CPU-lastigen Szenarien zur Folge hat als ohne Raytracing. Ein CPU-Limit ist bei modernen Grafikchips leicht zu entlarven: Taktet sich die GPU herunter, wird sie nicht ausgelastet, folglich limitiert ihr Arbeitgeber. In unserem Falle ist der Arbeitgeber ein potentes Kerlchen auf dem Niveau eines Ryzen 9 5900X, daher starteten wir eine zweite Messreihe im dominanten CPU-Limit:

Das kommt angesichts der zuvor abgebildeten Ultra-HD-Werte unerwartet. Die Radeon RX 6800 XT kann die Geforce RTX 3080 in diesem Test konsequent besiegen, wobei vor allem die Performance-Auswirkungen der Raytracing-Schatten bemerkenswert sind: Die RX 6800 XT büßt durch die bessere Verschattung genau 20 Prozent Leistung ein, während die RTX 3080 sowohl tiefer einsteigt als auch tiefer fällt - um beinahe 39 Prozent. Raytracing verursacht auf der Nvidia-GPU folglich einen deutlich größeren Overhead, wobei die Ursache unklar ist, aber gewiss mit der Implementierung und Auslegung auf RDNA-2-GPUs zu tun hat. Wir baten Nvidia Deutschland um eine Stellungnahme und werden diesen Artikel aktualisieren, sobald wir etwas Neues erfahren. Das führt zu den folgenden Erkenntnissen: Radeon-Grafikkarten erzielen (neuerdings) im CPU-Limit bessere Resultate als Geforce-Grafikkarten, büßen durch steigende Auflösung jedoch stärker an Leistung ein.

WoW Shadowlands: Raytracing-Fazit

Mit jeder Erweiterung wird World of Warcraft ein wenig hübscher. Mit Shadowlands alias WoW 9.0 hält nun das Hype-Thema Raytracing Einzug in Azeroth und stellt zweifellos eine Verbesserung dar. Selbstverständlich wird aus WoW nur durch eine bessere Verschattung keine Grafikperle à la Assassin's Creed Valhalla, die Raytracing-Schatten werten die WoW-Spielwelt jedoch sichtbar auf. Die Leistungskosten dafür schwanken laut unseren Tests zwischen 23 und 39 Prozent. Sie entscheiden, ob es das wert ist.

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WoW Shadowlands im Techniktest: Raytracing-Schatten peppen die Grafik des 16 Jahre alten Spiels auf Nach Shadow of the Tomb Raider erschien mit WoW Shadowlands just das zweite PC-Spiel mit Raytracing-Schatten sowohl im Namen als auch im Spiel. Topmoderne Rendertechnik machte sich bereits im quietschbunten Fortnite gut, somit waren wir im Vorfeld positiv gestimmt - und wurden nicht enttäuscht. WoW ist dank der neuen Raytracing-Schatten (RT Shadows) hübscher denn je.

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