Echtzeitberechnete Licht- und Schatteneffekte sowie Reflexionen findet ihr in einigen PS5-Spielen, viele davon haben aber auch mit massiven Performance-Problemen zu kämpfen, etwa Dragon's Dogma 2 oder Elden Ring im RT-Modus.
Die präzise Lichtstrahlenkalkulation ist schlicht und ergreifend brutal aufwendig und das wird sich wohl auch nicht in Zukunft ändern, auch, wenn die bisher unangekündigte PS5 Pro anscheinend einige Verbesserungen bietet.
Mehr Power für Ray-Tracing, aber für Path-Tracing reicht es nicht
Darum geht's: Der zuverlässige AMD-Leaker Kepler_L2 hat vor einigen Tagen eine Übersicht mit Ray-Tracing-Features geteilt, die in der kommenden RDNA 4-Architektur des Chip-Herstellers verbaut werden. Dabei schreibt er, dass alle Neuerungen auch den Weg auf die PS5 Pro finden werden, auch wenn diese mit dem Vorgänger 'RDNA 3.5' ausgestattet wird.
Eine komplette Übersicht samt Einordnung aller Neuerungen findet ihr hier:
Zusammengefasst werden wohl viele Verbesserungen verbaut, mit der die Konsole eine doppelt bis viermal so hohe Leistung bei der Berechnung von Ray-Tracing-Effekten erzielen kann.
Das schreibt sogar Sony selbst, wie in einem vermutlich internen Dokument geleakt wurde:
Nun wurde das technisch extrem versierte Experten-Team von Digital Foundry im Rahmen eines wöchentlichen Podcasts auf den Leak angesprochen und danach gefragt, ob denn damit sogenanntes "Path-Tracing" möglich wäre.
Und die Antwort fällt ziemlich ernüchternd aus: Bis auf ein paar alte Schinken oder simple Indie-Titel wie Minecraft wird kein PlayStation-Spiel in dieser Generation Path-Tracing nutzen können.
Path-Tracing vs. Ray-Tracing – Was ist überhaupt der Unterschied?
Bei Path-Tracing handelt es sich um ein ähnliches Konzept wie bei Ray-Tracing. Es werden dieselben mathematischen Grundlagen zur Strahlenverfolgung genutzt, allerdings werden sie anders eingesetzt.
Während bei Ray-Tracing-Implementierungen Strahlen ausgehend von der Perspektive des Spielers (das sogenannte 'View Frustum') in eine Szene geschossen werden, werden sie bei Path-Tracing von einer Lichtquelle innerhalb der Spielwelt produziert und mit dem sichtbaren Bildausschnitt abgeglichen.
Außerdem muss nicht jede Abzweigung erfasst werden, es reicht der wahrscheinlichste Pfad, den ein Lichtstrahl nimmt.
Der theoretische Vorteil: Es werden weniger Strahlen und deren Abpraller verfolgt, zudem müssen sie nicht pixelgenau für jeden Frame erfasst werden.
Wieso wird dann aber die Leistung der PS5 Pro für die eigentlich weniger aufwendige Technik nicht ausreichen?
"Path-Tracing" und "Ray-Tracing" werden häufig als Schlagworte für einen Großteil sehr unterschiedlicher Herangehensweisen verwendet. Das Ray-Tracing, das wir von einigen PS5-Spielen wie Ratchet & Clank: Rift Apart oder Spider-Man 2 kennen, ist nicht das monströs aufwendige und pixelgenaue Ray-Tracing-Berechnungsmodell, das in der Theorie möglich wäre.
Um die Performance nicht komplett zu vernichten, werden derzeit nämlich nur bestimmte Teilaspekte wie Reflexionen, Umgebungsschatten oder Lichteinfälle berechnet und dargestellt.
Außerdem wird zumeist eine geringere Auflösung angesetzt oder eine vereinfachte Geometrie – wie hier in den Fensterreflexionen von Spider-Man 2 – berücksichtigt:
Somit ist Ray-Tracing aktuell nur in einer sehr ressourcenschonenden, aber dafür flexibel anpassbaren Variante zu sehen.
Spiele mit in der Branche üblichem "Path-Tracing" haben da etwas weniger Spielraum. Zwar kann die Anzahl von nachverfolgten Lichtstrahlen und deren Pfade reduziert werden, allerdings kommt es dabei schneller und in verstärkter Form zu groben Farbsäumen.
Zudem wird Path-Tracing so wie es von den Entwickler*innen verwendet wird mit zunehmender Komplexität weitaus rechenintensiver: Level in modernen Spielen werden aus zigtausenden Objekten modelliert, bieten zumeist tonnenweise unterschiedliche Materialien (Sand, Kleidungsfasern, Stein, usw.) und sind mit Licht- und Schatteneffekten nur so vollgestopft.
Gehen wir davon aus, dass nahezu jede Lichtquelle Strahlen abgibt und diese verfolgt werden, um daraus die vollständige Beleuchtung einer gesamten Szene – inklusive präzisen Schatten und Reflexionen – zu generiren, dann sprengt die Technik in zeitgemäßen Titeln jegliche Hardware-Spezifikationen.
Wenig komplexe Old-School- oder Indie-Titel sind hingegen sehr gut für Path-Tracing geeignet, da ihre Level detailarm gebaut und zweckmäßig ausgeleuchtet sind. Gut zu sehen in der RTX-Variante vom Puzzle-Meilenstein Portal:
0:33
Portal RTX - So schön sieht Nvidias Remaster des Spieleklassikers aus
Oder noch einmal knapp zusammengefasst: Mit 'Path-Tracing' wird in der Branche eine Variante von Ray-Tracing bezeichnet, die in der Regel sämtliche RT-Effekte in einer Spielszene erzeugt. Dadurch wird der theoretische Vorteil einer geringeren Hardware-Auslastung wieder nichtig, im Gegenteil sogar – er steigt massiv an.
Wenn von 'Ray-Tracing' die Rede ist, handelt es sich stattdessen zumeist nur um einen bestimmten Effekt in einem Spiel, der über ein leicht anderes und flexibleres Konzept mit höherer Präzision erzeugt wird.
Deshalb klappt es nicht mit Path-Tracing auf der PS5 Pro:
Alexander Battaglia von Digital Foundry geht grundsätzlich davon aus, dass die Ray-Tracing-Performance stark steigen wird. Das sei vor allem aufgrund der doppelten Anzahl an berechneten Strahlenaufprallern (sogenannten 'Intersects') möglich – diese nehmen einen großen Teil der Ray-Tracing-Kalkulationen ein und fressen massiv Leistung.
Allerdings ist er enttäuscht davon, dass es wohl keine direkte Hardware-Lösung bei der Strahlenverfolgung geben wird, wie sie beispielsweise in Nvidia-Grafikkarten verwendet wird oder auch in einem Patent vom PS5-Systemarchitekten Mark Cerny genannt wurde.
Eine Hardware-Option hätte viel mehr Performance für Path- oder Ray-Tracing geliefert.
Der Grafik-Experte gibt allerdings zu bedenken, dass die Übersicht des AMD-Insiders nicht alle Funktionen offenlegt und Sony vielleicht noch mehr in der Hinterhand hat. Gleichzeitig sei es aber auch sehr unwahrscheinlich, dass eine speziell angepasste RT-Architektur in der PS5 Pro landen wird.
Schließlich müssen Spiele weiterhin auch auf der häufig verkauften Basis-PS5 laufen – sie bleibt also der Richtwert für alle künftigen Entwicklungen. Vielleicht sehen wir aber ja in dem ein oder anderen Klassiker oder Indie-Spiel Ray-Tracing, ganz ausgeschlossen ist es nicht, nur eben enorm unwahrscheinlich.
Hättet ihr Interesse daran, einen eurer Lieblingsklassiker mit aufwendigem Ray-Tracing erneut zu erleben? Wenn ja: Welcher wäre es?
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