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Was wird Raytracing auf PS5 & Xbox Scarlett können – und was nicht?

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Die Lichtsimulation Raytracing sorgt in Remedys "Control" unter anderem für realistische Spiegelungen.

Die PlayStation 5 und die Xbox Scarlett werden Hardware-basiertes Raytracing unterstützen. Aber was bringt das? Die Nvidia-RTX-Grafikkarten für den PC bieten schon Raytracing-Support und die ersten Infos zu PS5 und Xbox Scarlett lassen Rückschlüsse auf die Möglichkeiten der Konsolen zu.

In einem Wired-Interview bestätigte der PS5-Systemarchitekt Mark Cerny Raytracing für die PlayStation 5. Microsofts Phil Spencer erwähnte Hardware-gestütztes Raytracing für die kommende Xbox auf der E3 2019. Außerdem haben die Hersteller erklärt, dass die neuen Konsolen auf AMD-Technik setzen. Im Gegensatz zu den Nvidia-Grafikkarten unterstützen die aktuellen AMD-Karten für den PC allerdings kein Raytracing und AMD hat auch noch keine Hardware für die Lichtberechnungsmethode vorgestellt.

Was ist Raytracing?
Raytracing ist ein Verfahren zur Berechnung von Licht in Echtzeit. Das Ergebnis ist ein viel höherer Realismus bei Schatten, Spiegelungen und potenziell der gesamten Beleuchtung. Je nach Spiel wird Raytracing unterschiedlich stark genutzt, denn es erfordert eine hohe Leistung und sorgt daher für niedrigere Bildwiederholraten.

Wie viel Raytracing schaffen PS5 und Xbox Scarlett?

Wahrscheinlich werden PS5 und Xbox Scarlett mit AMDs nächster Grafikkarten-Generation namens "Navi 20" ausgestattet werden. Für diese ist grundsätzlich Hardware-Beschleunigung für Raytracing vorgesehen, wobei AMD noch keine Details zur Umsetzung verraten hat – eine entscheidende Frage.

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Mit Raytracing sind unter anderem realistische Schatten möglich, wie hier in Remedys "Control".

In den RTX-Grafikkarten von Nvidia berechnen spezielle Rechenkerne namens "Tensor Cores" das Licht – und vielleicht wird auch AMD gesonderte Rechenkerne dafür verbauen. Es gibt zumindest einige Hinweise auf die grundsätzliche Leistung der neuen Konsolen, konkret in Form von Leaks aus Benchmark-Datenbanken. Inzwischen ist die Rede davon, dass sich die Grafikleistung von PS5 und Xbox Scarlett beinahe auf dem Niveau einer Nvidia RTX 2080 bewegen könnte. Das ist allerdings die optimistischste Schätzung – eine aktuelle High-End-Grafikkarte zusammen mit einem Prozessor auf einem kleinen Chip unterzubringen, der entsprechend gekühlt werden muss, dürfte bis 2020 nicht einfach werden.

Die RTX 2080 zählt zu den stärkeren unter den aktuellen Nvidia-Grafikkarten. Nur die RTX 2080 Super sowie die RTX 2080 Ti übertreffen ihre Leistung, die RTX 2060, 2060 Super und 2070 sind langsamer unterwegs. Trotzdem hat die Karte mit Raytracing ihre Probleme: Die Lichtberechnungsmethode fordert derart viel Power, dass sich die Bildwiederholraten dadurch glatt halbieren können. "Control" ist ein sehr gutes Beispiel dafür, was Raytracing für die Performance bedeutet.

"Control": Das Raytracing-Ausstellungsstück

Neben dem noch unfertigen RTX-"Minecraft" ist das neu erschienene Actionspiel "Control" der "Alan Wake"-Macher Remedy das aktuell wohl beeindruckendste Raytracing-Game. Hier profitieren nicht nur Schatten von der Lichtsimulation, wie etwa in "Shadow of the Tomb Raider"oder nur die Spiegelungen, wie in "Battlefield 5".  Und in "Metro: Exodus" etwa sah die globale Beleuchtung durch die Sonne als Lichtquelle besonders gut aus. Stattdessen lässt sich in "Control" die gesamte aktuelle Raytracing-Palette aktivieren: Schatten, Spiegelungen und globale Beleuchtung durch verschiedene Lichtquellen.

Das Ergebnis ist laut der Tester von PC Games Hardware zwar sehenswert, wird aber durch enorme Performancekosten erkauft. Die RTX 2070 Super aus dem PCGH-Test dürfte ungefähr so schnell sein wie die neuen Konsolen. Und mit maximalen Raytracing-Einstellungen erreicht sie nur durchschnittlich 44 FPS – bei Full-HD-Auflösung. 60 FPS gelten bei PC-Games als flüssig. In der von den neuen Konsolen angepeilten 4K-Auflösung bleiben davon 14 FPS übrig, was das Spiel mit Raytracing unspielbar macht. Zum Vergleich: Ohne Raytracing erreicht eine RTX 2070 Super in "Control" laut PCGH bis zu 82 FPS bei maximalen Settings in Full HD.

Das sind die Raytracing-Effekte von "Control":

  • Diffuse Global Illumination: "Control" bietet vorberechnete indirekte diffuse Beleuchtung, will heißen: Wenn ein Strahl ("Ray") auf ein helles Licht oder eine helle Oberfläche trifft, wird die Umgebung natürlich beleuchtet. Zum Beispiel spiegeln sich angestrahlte Pflanzen an der Decke oder auf dem Boden.
  • Raytraced Shadows: Raytracing hilft bei den Kontaktschatten aus. Ohne Raytracing werfen kleine und dünne Gegenstände keinen Schatten, mit der Technologie hingegen schon und so wirken die Schatten organischer.
  • Raytraced Opaque Reflections: Herkömmliche Spiegelungen ("Screen Space Reflection") bilden nur das ab, was direkt auf dem aktuellen Bildschirm zu sehen ist. Mit Raytracing siehst Du etwa auch die Spiegelung einer Vase auf dem Boden, die sich im Raum nebenan befindet und von dort beleuchtet wird.
  • Raytraced Transparency Reflections: Raytracing angewandt auf transparente Materialien wie Glas. So siehst Du etwa, wie sich die Spielfigur in einer Fensterscheibe spiegelt, und kannst dabei auch durch die Scheibe blicken.

Fazit: Nicht zu viel erwarten – und nicht zu wenig

Vermutlich werden die neuen Konsolen bei aktuellen Spielen nur einzelne Raytracing-Effekte erlauben. Für mehr dürfte ihre Grafikleistung voraussichtlich nicht ausreichen. Je nach Spiel könnten etwa Schatten, Spiegelungen oder eine begrenzte globale Beleuchtung möglich werden. Damit erhalten Konsoleros eine Ahnung, was Raytracing zu leisten vermag – aber wohl nicht viel mehr als das.

Andererseits: Anders als auf dem PC wissen die Entwickler, auf welche Hardware sie sich bei den kommenden Konsolen einstellen müssen. Das Entwicklerstudio Naughty Dog konnte mit der Grafik des PS4-Games "Uncharted 4" selbst PC-Spieler beeindrucken, weil es alles aus der Konsolentechnik herausholt. Dank besserer Optimierung könnte auch das Raytracing auf PS5 und der Xbox Scarlett die Erwartungen übertreffen. Außerdem ist noch unbekannt, wie AMD das Hardware-beschleunigte Raytracing ermöglichen wird.

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