04.12.2023, 18:32 Uhr | Lesezeit: 3 Minuten
Raytracing ist aus der Videospielwelt kaum noch wegzudenken; Grafikkarten- und Spielehersteller werben groß damit. Doch wofür braucht man die Technologie eigentlich und wie funktioniert sie?
Stellen Sie sich vor: Sie erkunden in „Elden Ring“ das wunderschöne Altus-Plateau, streifen in „Cyberpunk 2077“ durch die dunklen Gassen von Night City oder fetzen in „Forza Horizon 5“ die Strecke entlang. Dabei sehen Sie, wie sich die Mauern der Stadt Leyndell in einer Pfütze spiegeln oder ein Neon-Schriftzug in einer Fensterscheibe. Diese Abbildung von etwas, das sich eigentlich außerhalb des Blickfeldes im Spiel befindet, funktioniert durch sogenanntes Raytracing.
Die Definition von Raytracing
Beim Raytracing geht es vor allem darum, zum Beispiel die Lichtverhältnisse innerhalb eines Videospiels so realistisch wie möglich darzustellen. Dafür steht auch der Begriff an sich: „Ray“ ist englisch für Strahlen, „tracing“ bedeutet so viel wie verfolgen oder nachverfolgen.
Die Technik bildet verschiedenste Lichtquellen ab. Dadurch können auch teilweise durchsichtige Objekte, Schattenwurf oder indirekter Lichteinfall viel besser dargestellt werden.
Das Bemerkenswerte daran ist, dass das Bild in Videospielen ständig nahezu komplett neu berechnet wird. Das ist deshalb nötig, weil das Spiel den Spielern in der Regel nicht vorgibt, wo sie hinschauen sollen. Stattdessen kann man sich in den meisten Spielen frei bewegen und alles anschauen. Je nach Standort, Tageszeit im Spiel und anderen Faktoren sieht dabei dieselbe Stelle unterschiedlich aus – wie in der Realität auch.
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Wie funktioniert die Technik?
Das ist auch der wesentliche Unterschied zu der davor flächendeckend eingesetzten Technologie der Rasterisierung. Alles außerhalb des berechneten Sichtfeldes des Avatars hat dabei nämlich keine Auswirkungen auf das Bild. Das heißt, dass auf dem Monitor zwar die Perspektive des Avatars aufgegriffen wird, Licht und Schatten außerhalb des Sichtfeldes werden aber ignoriert, genauso wie etwa Spiegelungen.
Beim Raytracing werden hingegen auch Lichtquellen außerhalb der Sichtachse der Spielfigur berücksichtigt. Dafür berechnet ein Algorithmus die benötigten Pixelfarben anhand der nachverfolgten Strahlen. Dabei fließen auch Komponenten wie Reflexionen, Lichteinfall und Oberflächentextur des Objektes mit ein.
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Voraussetzungen für Raytracing
Das erfordert allerdings eine enorme Rechenleistung, da dieser komplexe Prozess permanent im Hintergrund läuft, sobald der Spieler seinen Avatar so bewegt, dass sich das Sichtfeld verändert. Deshalb braucht man zum einen das entsprechende Equipment, zum anderen müssen auch die Spiele selbst auf Raytracing ausgelegt sein.
Führend auf Seiten der Grafikkartenhersteller ist Nvidia. Das US-amerikanische Unternehmen kennzeichnet die entsprechenden Modelle mit der Bezeichnung RTX. Diese sind dann in der Lage, Raytracing in Echtzeit zu errechnen und abzubilden. Zwar verfügen seit einem großen Treiberupdate auch die GTX-Grafikkarten über die entsprechenden Anlagen, die Ergebnisse reichen allerdings nicht an die der RTX-Reihe heran.