Nvidia zeigt fortschrittliches RTX-Raytracing in Minecraft

Seit der Erscheinung der neuesten Grafikkartenserie um das Flaggschiff GeForce 2080 bewirbt Nvidia fleissig seine neue Wunderwaffe: Die Raytracing-Technik RTX. Seit die Grafikkarten dieses Suffix erhalten haben, besitzen sie einen eigenen Raytracing-Kern, der für die Lichtstrahlenberechnung eingesetzt wird.

Die Implementation der Raytracing-Technik für das Spiel Minecraft wurde kürzlich in einem Online-Vortrag vorgestellt. Die Präsentation war eigentlich für die abgesagte Games Developers Conference gedacht. Der dementsprechend auf Entwickler zugeschnittene Tech-Talk ermöglicht einen spannenden Einblick in eine bahnbrechende Technologie.

Kann man die umstrittene Minecraft-Grafik mit ihren Klötzen wirklich hübsch machen? Für die Entwickler von Nvidia und Microsoft war das Spiel aufgrund seiner Einfachheit auf jeden Fall ein gefundenes Testobjekt: Sie nutzten das Spiel, um die Leistung des Nvidia-Raytracings zu präsentieren.

Der primäre Strahlenwurf, den wir als Licht und Schatten wahrnehmen, wird schon lange in Spielen dargestellt. Doch das Leben eines echten Lichtstrahls ist mit dem Auftreffen auf ein Objekt noch nicht vorbei: Jeder Lichtstrahl wird, abhängig von der Oberflächenbeschaffenheit, unterschiedlich wieder abgestrahlt.

Hier begegnen sich Physik und Raytracing: Mit modernen Raytracing-Techniken können die Refraktionen, also Brechungen und Ablenkungen von Licht, simulieren. Trifft ein Lichtstrahl eine glatte Oberfläche, wird er reflektiert. Trifft ein Strahl auf eine milchige Glasschreibe, wird das Licht gestreut.

Dafür hat der neueste RTX-Raytracing-Kern eine Leistung von zehn Giga-Rays, also 10'000'000'000 Lichtstrahlen, pro Sekunde. Damit hat man jede Menge Power, um auch die vielleicht umstrittenste Spielegrafik der letzten 15 Jahre aufzubessern.

Auch wenn zehn Milliarden Lichtstrahlen erst einmal viel klingen, ist es im Vergleich zur realen Beleuchtung immer noch sehr wenig. Hinzu kommt, dass Herr Gamer am liebsten mindestens 60 Bilder pro Sekunde berechnet haben möchte. Damit reduzieren sich die Möglichkeiten der Grafikberechnung schon um Einiges.

So wird in der Minecraft-Anwendung dann auch haushälterisch mit den Strahlen umgegangen. Um realistisches Licht zu erzeugen, sollen die einzelnen Strahlen schliesslich bis zu achtmal reflektiert werden. Die berechneten Lichtstrahlen liefern ein rohes Bild, welches aufgrund der immer noch wenigen Strahlen noch wenig ansprechend aussieht. Erst, wenn dieses Bild geglättet ist, erstrahlt Minecraft in neuem Glanz.

Zu heftig soll es dann aber auch nicht glänzen. Daher erhielten die verschiedenen Oberflächen zuvor physikalische Eigenschaften: Ein beleuchteter rosa Wollblock strahlt diffuses rosa Licht ab, eine Glasoberfläche reflektiert, und so weiter.

Der Nähe zur Physik der echten Welt sind nur noch wenige Grenzen gesetzt. «Die Sonne in Minecraft ist signifikant grösser als die echte Sonne», erklärt ein Nvidia-Entwickler Anpassungen am diffusen Schattenwurf.

Das Raytracing für Minecraft gibt es für Besitzer einer RTX-Grafikkarte übrigens schon seit Mitte letzten Jahres. Was technisch hinter dem Konzept steht, ist dennoch ein spannender Einblick in eine Technologie, die sich in rasanter Entwicklung befindet. Bald dürfte auch AMD in seinen Grafikkarten eigene Raytracing-Kerne verbauen.