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In diesem Jahr wird AMD mit den Big-Navi-GPUs die zweite Generation der RDNA-Architektur vorstellen. Die entsprechenden Grafikkarten sollen zum einen das High-End-Segment aufmischen, zum anderen werden sie aber auch eine hardwarebeschleunigte Berechnung von Raytracing-Effekten ermöglichen. Wie genau AMD dies umgesetzt wird, ist zum aktuellen Zeitpunkt noch nicht ganz klar, offenbar aber geht man einen etwas anderen Weg als NVIDIA mit den RT Cores.
Wie auch immer AMD dies umgesetzt hat, einen ersten Ausblick auf die Raytracing-Effekte auf Basis der RDNA-2-Architektur hat man vor wenigen Tagen mit der Vorstellung der PlayStation 5 erhalten. Neben dem Gehäusedesign, welches noch immer heiß diskutiert wird, gab es eine Reihe Trailer zu sehen.
Nun muss man zwischen den vorgerenderten Trailern unterscheiden, die keinerlei Gameplay enthalten, und denen, die echte Spielszenen zeigen. Davon gab es ebenfalls eine ganze Reihe zu sehen. Unter anderem aus Gran Turismo 7, Ratchet and Clank: Rift Apart, Pragmata und Stray. Die Kollegen von Digital Foundry haben sich die Szenen genauer angeschaut und damit wird es auch möglich zu bewerten, in welcher Form hier ein Raytracing umgesetzt wird.
Auch für den PC werden bestimmte Tricks anwendet, um bestimmte Raytracing-Effekten überhaupt erst möglich zu machen. Ein komplettes Pathtracing, bei dem jeder Pixel per Raytracing berechnet wird, ist selbst für eine Titan RTX in modernen Titeln einfach nicht möglich. Für Umsetzungen wie Minecraft RTX und QuakeRT sieht dies noch anders aus.
So werden bestimmte Effekte nicht auf auf den kompletten Frame angewendet, um etwas Leistung bei der Raytracing-Berechnung einzusparen. In Battlefield V werden in der Ultra-Qualitätseinstellung 40 % der Ausgabeauflösung im Frame mittels Raytracing berechnet. Glatte Oberflächen ab dem Faktor 0,5 und weniger werden nicht mehr mit einbezogen. Stünde man also vor einem Spiegel, der mehr als 40 % des Frames abbildet, können nur bis zu 40 % berechnet werden. Die restlichen Bildinformationen müssen über ein Entrauschen der fehlenden Pixel berechnet werden. In einer Analyse haben wir uns dieses Verhalten in Battlefield V bereits genauer angeschaut.
Für Gran Turismo 7 wird ein anderer Ansatz gewählt. Die Reflexionen werden nicht in der vollen Auflösung berechnet. Bei einer Ausgabeauflösung von 4K werden die Reflexionen mit einer Auflösung von 1080p berechnet. Zusätzlich scheint noch ein Checkerboarding zum Einsatz zu kommen. In Metro: Exodus wird für die Berechnung der globalen Beleuchtung teilweise nur mit halber Auflösung berechnet und dann per Checkerboard-Technik auf die native Auflösung hochskaliert.
Eine weitere offenbar zum Einsatz kommende Methode behilft sich der Tatsache, dass Spiegelungen mit zunehmenden Abstand zum Objekt unschärfer werden. Eigentlich würde diese Unschärfe voraussetzen, dass man mehr Rays verwenden muss, um sie korrekt dazustellen. Über Post-Processing-Effekte könnte eine einfache Spiegelung, welche die Schärfte beibehält, sozusagen künstlich nachbearbeitet und realistischer gemacht werden, ohne das dazu ein zusätzlicher Rechenaufwand notwendig wird.
In Ratchet and Clank: Rift Apart werden einige Objekte komplett aus den Reflexionen herausgelassen, um Rechenleistung einzusparen. Teilweise verschwinden Bestandteile aus den Reflexionen, wenn das Objekt zerstört wird und in einzelne Teile zerfällt. Die aufwändiger zu berechnenden Einzelbestandteile müssen so nicht mehr mitberechnet werden und sparen Rechenleistung ein.
Pragmata zeigt neben eindrucksvollen Reflexionen noch eine Berechnung der Umgebungsbeleuchtung mittels Raytracing. Offenbar wird hier ebenfalls eine Kombination aus Raytracing und Screen Space Reflection (SSR) eingesetzt. Dort wo SSR und das Raytracing auf die gleiche Ausgabe kommen, kann das sparsamere SSR verwendet werden. Im Trailer zu Pragmata ist ein starkes Rauschen zu erkennen. Hier fehlen also noch Informationen der Raytracing-Berechnungen und das Entrauschen kann die fehlenden Informationen nicht komplett nachbilden. Pragmata soll aber erst 2022 erscheinen
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Rückschlüsse auf Big Navi nur schwer möglich
Derzeit noch nicht möglich, sind Rückschlüsse auf die mögliche Raytracing-Leistung der Big-Navi-Karten. Die Custom-Chips der PlayStation 5 und Xbox Series X erreichen eine GPU-Rechenleistung von 12 TFLOPS. Eine aktuelle Navi-GPU von AMD kommt auf fast 10 TFLOPS, wir sprechen bei den integrierten GPUs aber auch von deutlich Einschränkungen hinsichtlich des Ausbaus und der Leistungsaufahme, die wir bei den dedizierten Karten nicht sehen werden. AMD soll mit den Navi-2X-Chips einen deutlichen Sprung machen. Wie groß dieser sein wird, muss sich noch zeigen.
Aber auch bei AMD werden die Entwickler auf einige Tricks und Kniffe zurückgreifen müssen, um die Raytracing-Effekte möglichst gut umzusetzen. Egal ob Reflexionen oder die Beleuchtung – das Raytracing wird sich auf bestimmte Anwendungen beschränken und auch dann noch wird man Kompromisse eingehen müssen. Einige davon haben die Kollegen von DigitalFoundry aufgeführt und beschrieben. Im Herbst, bzw. zum Weihnachtsgeschäft wird sich zeigen, was sich davon bewahrheiten wird.