Nvidia zeigt Path Tracing der Zukunft - Sparsamer, schneller, schöner

Path Tracing fordert aktuelle Gaming-Hardware enorm. Ein neuer Algorithmus von Nvidia soll die komplexe Lichtberechnung nun zwei- bis dreimal schneller machen und gleichzeitig Bildfehler reduzieren. Die Technik könnte schon bald zur Verfügung stehen.

Algorithmus beschleunigt Path Tracing

Path Tracing erzeugt in aktuellen Videospielen eine äußerst realistische Beleuchtung. Da die Technologie sämtliche Lichteffekte global berechnet, bringt sie jedoch selbst moderne Grafikkarten an ihre Leistungsgrenzen. Allerdings soll Nvidias kommende GPU-Generation "eine Million Mal" leistungsstärker als die Pascal-Architektur sein und so die Path-Tracing-Performance verbessern. Ein veröffentlichtes Forschungspapier zeigt nun zusätzlich kommende Neuerungen auf Softwareseite, mit denen die Geschwindigkeit der Berechnung teils verdreifacht werden soll.

Titel wie Cyberpunk 2077, Alan Wake 2 oder Black Myth: Wukong nutzen die rechenintensive Technik bereits. Für flüssige Bildraten sind Spieler aktuell jedoch stark auf KI-Skalierung über DLSS angewiesen. Das Kernproblem liegt in der enormen Rechenlast der globalen Beleuchtung, da Millionen von Lichtstrahlen simuliert werden müssen. Ein neuer Algorithmus setzt jetzt bei der Wiederverwendung von räumlichen und zeitlichen Daten an.


Wie Nvidia in einer aktuellen Studie (PDF) beschreibt, trägt die weiterentwickelte Technik den Namen ReSTIR PT Enhanced. Bisherige Verfahren werfen viele berechnete Lichtinformationen nach jedem Frame wieder weg. Die neue Methode speichert die Daten intelligent und nutzt sie für benachbarte Bildschirmpunkte weiter. Das entlastet den Grafikprozessor spürbar und ermöglicht die Darstellung von komplexeren Szenen mit physikalisch korrekten Schatten und Reflexionen in Echtzeit.

Effizientere Lichtberechnung

Das Team vereint dabei erstmals die Berechnungen für direkte und indirekte Beleuchtung in einem gemeinsamen Prozess. Das Verfahren reduziert die Datenduplizierung dadurch deutlich und passt sich dynamisch an die im Spiel dargestellten Materialien an. So verringern sich auch unerwünschtes Bildrauschen und optische Fehler bei bewegten Objekten. Das neue Path Tracing liefert bessere Ergebnisse und ist schneller Interne Tests auf einer professionellen Workstation-Grafikkarte vom Typ RTX 5880 Ada zeigten eine deutliche Reduzierung der Renderzeiten. Bei einer Auflösung von 1080p fielen die durchschnittlichen Bildzeiten von 35 auf 15 Millisekunden. Ein Nachteil bleibt vorerst, dass die Technologie noch in der Erprobungsphase steckt. Sie ist aktuell nicht direkt in kommerziellen Spielen für normale Heimanwender verfügbar.

Sobald die Technik jedoch in gängige Entwicklerwerkzeuge integriert ist, könnten kommende Großprojekte wie The Witcher 4 oder Control Resonant davon profitieren. Gerade bei solchen Titeln mit großen offenen Welten bietet das verbesserte Path Tracing enorme Vorteile für die Atmosphäre und Glaubwürdigkeit der virtuellen Umgebung bei gleichzeitig geringerem Ressourcenverbrauch.

Was denkt ihr über die Fortschritte bei der Lichtberechnung in Spielen? Reicht euch die aktuelle Grafik oder wünscht ihr euch schnelleres Path Tracing? Teilt eure Meinung in den Kommentaren!


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