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Raytracing: Wie Cyberpunk 2077 und Battlefield 5 die Technik nutzen

29.01.2020 | 13:03 Uhr |

Was für ein spannendes Gespräch: PC Welt trifft Phil Scott, der für Nvidia 150 Tage im Jahr unterwegs ist und mit den Größten der Branche arbeitet, damit Cyberpunk 2077, Metro Exodus, Control, Watch Dogs Legion und Battlefield 5 durch Raytracing glänzen können. Verraten hat er uns auch, warum CD Projekt RED für Cyberpunk 2077, Raytracing ganz anders nutzt als DICE und Remedy Entertainment für ihre Werke.

Battlefield 5 ist ein Kunstwerk von epischen Ausmaßen. Nie zuvor wurde ein Spiel geschaffen, welches derart groß und gigantisch ist und doch so voller Liebe, Details und Ideen. Es mutet fast wie ein Wunder an, wenn solch voluminöse Karten in dieser technischen Perfektion gerendert werden. Es gibt viele Shooter, die groß sind - PUBG zum Beispiel. Doch sie erreichen nicht mal im Ansatz die technische Finesse, die DICE hier zu Tage legt. Ein Werk auch, das permanent weiterentwickelt wird. Ein Monstrum, das noch immer wächst. Kürzlich erst wurde das Pazifikszenario eingebunden, die großen und verheerenden Schlachten um Iwo Jima und Wake Island. 

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Durch Raytracing wurde Battlefield 5 noch beeindruckender, noch filigraner, noch epischer. Wenn sich mit einer Palit Geforce RTX 2080 Ti im Rechner die Sonnenstrahlen im Staub brechen, Funken von Explosionen auf blankem Stahl aufblitzen und sich Feuerwalzen in den Türen von Autos spiegeln, dann fällt uns die Kinnland runter und man möchte ständig „Wow, wow, wow“ sagen. Irre, wie Flammen sich im klirrenden Eis spiegeln. Wie wunderschön das Lichtspiel auf dem Marmor jener Villa in Rotterdam die Karte verzaubert und wie realistisch sich die gleißenden Sonnenstrahlen auf den tosenden Wellen vor Iwo Jima brechen. Es ist die Abwechslung im Design, die hier auf technische Exzellenz trifft. 

Das erste Mega-Showcase für Raytracing: Satte acht Monate hat DICE-Engine-Team investiert, um Battlefield 5 und jetzt War in the Pacific glänzen zu lassen.
Vergrößern Das erste Mega-Showcase für Raytracing: Satte acht Monate hat DICE-Engine-Team investiert, um Battlefield 5 und jetzt War in the Pacific glänzen zu lassen.
© CD Projekt RED

Viel Zeit haben wir mit Battlefield 5 verbracht, auch mit seinem Pazifikkrieg, doch nun ergab sich die Möglichkeit im neuen Nvidia-Tower in München den Mann zu treffen, der mit DICE Raytracing in die größten Spiele unserer Zeit bringt. Der mit CD Projekt RED an den grafischen Feinheiten von Cyberpunk 2077 arbeitet, mit Remedys Engine-Team mit Control das wohl schönste Singleplayer-Abenteuer des letzten Jahres schuf. Und mit DICE Raytracing in die Welt von Battlefield einführte. Keine ganz einfache Geburt, wie sich Phil Scott, Nvidias Director EMEA Developer Relations, erinnert: „Das Spannende an meinen Job ist, dass Technologie nicht für sich alleine stehen kann. Sie braucht Spiele, um zu glänzen. Als wir die Raytracing-Cores für unsere neue Turing-Generation entwickelten, konnten wir uns im Ansatz vorstellen, wie das Ganze in vorgerenderten Videos aussieht. Aber nicht, was wir in Echtzeit möglich machen können.“ 

Die Entwicklung und Implementierung von Technologie ist immer eine Reise, die bei uns im Labor beginnt, aber im Grunde erst in den Spielestudios dieser Welt vollendet wird. Ich weiß noch, wie wir gejubelt haben in Stockholm, als wir das erste Mal Materialien in Reflexionen auflösen ließen, anstatt nur mit Geometrie zu arbeiten. Als wir die Farben sahen und das Licht hereinbrach, die Reflexionen der Partikel. Das war Videospiel-Magie.“ 

Die Reise von Battlefield 5 zum Raytracing-Showcase

Was für ein Brett: Rein technisch kommt kein Multiplayer-Shooter an Battlefield 5 ran. Regelrecht irre, wie DICE sogar die Zerstörungsengine mit voller Raytracing-Power aufgepumpt hat.
Vergrößern Was für ein Brett: Rein technisch kommt kein Multiplayer-Shooter an Battlefield 5 ran. Regelrecht irre, wie DICE sogar die Zerstörungsengine mit voller Raytracing-Power aufgepumpt hat.
© CD Projekt RED

Raytracing steht für Strahlenverfolgung: Es ist eine Render-Technologie, die alle Lichtstrahlen von Ihrem Blickwinkel in den virtuellen Raum hinein bis zum Objekt verfolgt. Trifft dieser jetzt auf ein Objekt, wird die Oberflächenbeschaffenheit analysiert. Glas und blanker Stahl reflektieren einen Lichtstrahl deutlich stärker als raues Holz. Hierbei gibt es viele verschiedene Abstufungen, die sich direkt im Spiel zeigen: Verkratzter Stahl, etwa auf Waffen, reflektiert deutlich weniger, mitunter kann der Lichtstrahl gar absorbiert oder gebeugt werden. Da sich die ausgesendeten “Rays“, was englisch für Strahl steht im ganzen Raum ausbreiten, werden alle Objekte erfasst, deren Oberflächenstruktur wieder analysiert und auch diese können den Strahl wieder reflektieren. „Als ich mich das erste Mal mit DICE traf, war das im Grunde unser Ziel - zu zeigen, wie Reflektionen die Spielwelt nicht nur rein technisch beeinflussen, sondern spielerisch“, erklärt Scott. 

Beim Raytracing-Verfahren wird die Stärke der Reflexion vom Material abhängig gemacht - weil das Holz des Gewehrs glatt und fein gearbeitet ist, reflektiert es stärker als etwa eine amerikanische Thompson.
Vergrößern Beim Raytracing-Verfahren wird die Stärke der Reflexion vom Material abhängig gemacht - weil das Holz des Gewehrs glatt und fein gearbeitet ist, reflektiert es stärker als etwa eine amerikanische Thompson.
© CD Projekt RED

Deshalb bediente man sich bei der Weltpremiere für Nvidias Geforce RTX-Reihe auf der Gamescom auch Szenen in Battlefield 5, wo ein Panzergeschoss in einer Fahrzeugkolonne einschlägt. Die Explosionswelle erzeugt einen Feuerball, der sich auf der Karosse eines anderen Autos spiegelt sowie in einer großen Pfütze daneben. „Heute haben wir massiv mehr Tiefe in Raytracing in Battlefield 5“, erklärt Scott. „Aber als Weltpremiere wollten wir in wenigen Sekunden zeigen - hey, das kann Raytracing. Weil das ist ja immer die Herausforderung für uns alle, dass Engine-Technologie sehr komplex ist auf der technischen Ebene. Aber die ist für die meisten Gamer weniger relevant, als das was sie auf dem Screen sehen. Was sie selbst zu Hause erleben können.“ 

„Die Entwicklung von Grafikkarten und die Implementierung von neuen Features ist oft wie Videospiel-Magie“, so Nvidias Phil Scott. In der Tat arbeitete DICE lange mit Prototypen, bevor es die 2080 Ti von Anbietern wie Palit gab.
Vergrößern „Die Entwicklung von Grafikkarten und die Implementierung von neuen Features ist oft wie Videospiel-Magie“, so Nvidias Phil Scott. In der Tat arbeitete DICE lange mit Prototypen, bevor es die 2080 Ti von Anbietern wie Palit gab.
© CD Projekt RED

Das sei vergleichbar mit Hollywood:

Wir schauen The Avengers: Endgame und denken - wow, Wahnsinn, wie scharf die Figuren sind, wie brillant die CGI-Effekte. Aber Marvel zeigt uns nicht, dass eine Minute im Film über mehrere Wochen auf einer kompletten Render-Farm mit speziellen Nvidia-Grafikkarten berechnet wird, um diese enorme Qualität zu erreichen.“ Das sei auch der Grund, warum Hollywood immer eine höhere Renderqualität nutzen kann, als die Spielebranche - „Klar, wir können Hochglanz-Trailer zeigen, die vorgerendert werden wie Hollywood-Blockbuster. Aber am Ende geht’s darum, was können wir unseren Spielern ermöglichen. Wie können wir ihre Gameplay-Erfahrung noch cineastischer, noch epischer gestalten, wenn sie auch wirklich spielen?“

Cyberpunk 2077 und Control versus Battlefield 5:  Singleplayer versus Multiplayer 

Auf dem Weg zum technischen Champ 2020: Wenn wir solche scharf gestochenen und extrem detaillierten Charaktere bekommen, warten wir gerne noch ein bisschen mehr für Cyberpunk 2077.
Vergrößern Auf dem Weg zum technischen Champ 2020: Wenn wir solche scharf gestochenen und extrem detaillierten Charaktere bekommen, warten wir gerne noch ein bisschen mehr für Cyberpunk 2077.
© CD Projekt RED

„Rein technisch gesehen können Studios maximal einen Ray, also Lichtstrahl pro Pixel verwenden und jedes Entwicklerteam schreibt hier seine eigene Technik-Geschichte. Remedy nutzt für Control sehr intensiv Raytracing, weil es viele weiße und glatte Flächen hat sowie Marmorböden. Das ist natürlich ein großer Unterschied zu Battlefield 5, welches recht schmutzig ist, wo der Stahl von Waffen und Panzern zerkratzt und Helme zerschunden sind. All das spielt in diese kreativen Entscheidungen mit rein, ob der Look des Spiels sehr clean ist. Je cleaner, desto intensiver lässt sich Raytracing nutzen, weil die Reflektionen sehr “smooth“ sind. 

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„Wir bieten die Technologie an und Raytracing ist ein Werkzeug - wie ein Pinsel, mit dem die Engine-Designer malen können. Wir lassen den Studios aber völlige Freiheit, wie intensiv sie Raytracing einsetzen möchten.“ Es ist zum Beispiel so, dass DICE in einigen Situationen die Intensität der Spiegelungen zurückgefahren hat, weil sie im Multiplayer zu früh die Position anderer Spieler verraten hätten. Verständlich, wenn wir mit unserem Trupp nach vorne schleichen und uns dann im Auto spiegeln, dann wäre das zum einen unrealistisch und natürlich auch nervig und problematisch für die Spielbalance.

Dieser Screenshot zeigt perfekt, wie das Cyberpunk-Team das Spiel mit Farben und Raytracing nutzt, um die Atmosphäre zu setzen.
Vergrößern Dieser Screenshot zeigt perfekt, wie das Cyberpunk-Team das Spiel mit Farben und Raytracing nutzt, um die Atmosphäre zu setzen.
© CD Projekt RED

Spannend ist auch, wie CD Projekt RED Raytracing nutzt:

CD Project RED benutzt Raytracing in Cyberpunk 2077 sehr stark, um Atmosphäre zu unterstreichen – um diesen Noir-Vibe in einzelnen Stadtteilen und diese wundervoll leuchtenden, Neon-Kulissen in Pink und Gelb herauszuarbeiten. Ihren Designern ist es sehr wichtig, dass jeder Stadtteil seine ganz eigene Farbpalette verfolgt und sich anders anfühlt, wofür das Engine-Team stark Raytracing einsetzt.“

Generell sei es von großem Vorteil, dass Nvidia und CD Projekt RED sich sehr gut kennen: „Mit vielen Jungs und Ladies, egal ob vom Engine-Team oder Level-Designern arbeite ich spätestens seit The Witcher 3 zusammen, mit einigen sogar seit The Witcher 1 und 2.“ Und so sei auch jedes Spiel auf seine Art anders, weil ein The Witcher 3 mit seinen Sonnenuntergängen technisch glänzte, mit seiner enormen Sichtweite und der Art, wie es seine raue, recht schmutzige Mittelalter-Welt inszenierte.“ Während natürlich Cyberpunk 2077 vom Szenario ganz anders ist: Wo luxuriöse Apartments in Wolkenkratzern auf asiatisch angehauchte Distrikte wie Watson und Japantown treffen, wo die Elite wohnt. Während Pacifica ursprünglich als Hotspot für den Tourismus geplant war, dann aber die Gelder ausgingen und sich vor allem Migranten aus Haiti dort ansiedelten. 

Wer mehr zu Cyberpunk 2077 wissen möchte: Hier geht’s zur Mega-Preview .

Ist RTX wirklich unspielbar? Es ist ein Satz, den man immer wieder hört: Die Performance bei aktiviertem Raytracing ist viel zu schlecht, um anständig zocken zu können. Aber stimmt das wirklich? Auf welche Frameraten kommen aktuellen Grafikkarten mit Raytracing - und was bringt das überhaupt in Spielen? Das zeigen wir Euch in diesem Video.

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