Metro Exodus: Grafik-Vergleich mit und ohne Raytracing

Metro Exodus von 4A Games und Deep Silver ist das zweite Spiel, das Raytracing auf nVidia RTX Grafikkarten unterstützt. Während bei Battlefield 5 das Raytracing zur Darstellung von Reflexionen eingesetzt wurde, um beispielsweise das Geschehen auf Scheiben zu reflektieren, das nicht im aktuellen Bildausschnitt zu sehen war, wird diese Technologie bei Metro Exodus anders eingesetzt, und zwar bei „Global Illumination“, also der globalen Beleuchtung der gesamten Szenerie.

Bei Raytracing wird, wie der Name es vermuten lässt, der „Strahlengang“ des Lichts ausgehend von ihrer Quelle in Echtzeit berechnet, was höhere Rechenleistung erfordert, gerade wenn dies in Echtzeit mit über 30 Bildern pro Sekunde realisiert werden soll. Diese Lichtstrahlen erhellen oder leuchten eine Szene aus und können von anderen Objekten in der Szenerie (Polygone etc.) teilweise abgelenkt und/oder reflektiert werden. Im Gegensatz zur derzeit verbreiteten Rasterisierung (Rasterization) wird mit Raytracing das Verhalten des Lichts akkurater nachgebildet. Die Technik soll also für eine realistischere Beleuchtung, für weichere Schatten und stimmigere Reflexionen sorgen.

Bei Metro Exodus wird Raytracing nicht zur kompletten Berechnung der Beleuchtung anhand von sämtlichen Lichtquellen einer Szene eingesetzt, sondern ist auf das Licht von Sonne und Himmel beschränkt – oder der zentralen Lichtquelle einer Szene, wenn keine Sonne oder kein Himmel zu sehen sind. Lokale Lichtquellen in der Umgebung – wie zum Beispiel Kerzen oder Lampen – werden in der Regel nicht mit Raytracing gerendert, um die Schleich-Passagen (laut nVidia) nicht unnötig zu verkomplizieren, schließlich soll man auf einem Blick erkennen können, wann man für den Feind sichtbar ist oder nicht.

In der Praxis sind die Unterschiede zwischen mit und ohne Raytracing oftmals nicht auf einem Blick zu erkennen – meist wirkt die gerenderte Szenerie mit Raytracing etwas dunkler. Manche Elemente zum Beispiel beim Schneesturm zu Beginn sahen ohne Raytracing sogar etwas besser ausgeleuchtet aus. Aber in ruhigen Momenten, in denen man einen genaueren Blick auf die Umgebung werfen kann, zeigen sich durchaus nuancierte optische Unterschiede, die viel zur Stimmungsinszenierung und der düsteren Atmosphäre beitragen können, da sich viel stärkere Kontraste (auch ohne HDR) realisieren lassen – zusammen mit Schatten von sehr weich bis hart. Die stärksten Unterschiede erkennt man beim Übergang von Innen- und Außenlevels, wenn beispielsweise Licht von außen in ein Innenlevel fällt – oder wenn eine Szene in Innenlevels gezielt beleuchtet wird. Unter freiem Himmel fallen die Effekte wenig ins Auge.

Beispiel: Man steht in einem Eisenbahnwagon (Wolga-Level). Direkt vor einem ist eine geöffnete Tür und das Licht von der Sonne dringt durch die Tür in den Raum herein. Es gibt sonst keine weitere Lichtquelle in der Umgebung. Ohne Raytracing sieht man in der Szene rechts von der Tür einen leicht erleuchteten Bereich, obwohl es dort augenscheinlich keine Lichtquelle gibt. Mit Raytracing ist es dort wirklich dunkel. Die obere Bilderserie ist mit Raytracing. Die untere Bilderserie zeigt Metro Exodus ohne Raytracing.

Hinweis in eigener Sache: Die notwendige Hardware für das Vergleichsmaterial hat uns nVidia zur Verfügung gestellt.

Voraussetzung für die Nutzung von Raytracing in Metro Exodus sind eine RTX-Grafikkarte von nVidia und Windows 10 mit Herbst-Update (1809), das die Software-Schnittstelle DirectX Raytracing (DXR) mitbringt. Weitere technische Details und Analysen findet ihr auch bei Digital Foundry (ab 12:00 Min.).