Raytracing kommt zu Enlisted!
Kommandanten, im kommenden großen Update „Scorching Rays” könnt ihr die Grafik eures Spiels mit Raytracing auf ein neues Niveau heben. In diesem Devblog erklären wir euch ausführlich, wie diese neuen Grafikeinstellungen funktionieren und zeigen euch, wie sie die Grafik verbessern.
Raytracing-Szene
Damit Raytracing-Effekte funktionieren, müssen wir eine Szene erstellen, die raygetraced werden kann. Um zu vermeiden, dass alle Instanzen in der Szene durchlaufen werden müssen, verwenden wir eine Beschleunigungsstruktur namens Bounding Volume Hierarchy, kurz BVH. Jedes geladene Mesh bildet eine Bottom Level Acceleration Structure (BLAS), und diese Meshes werden in einer Top Level Acceleration Structure (TLAS) instanziiert, um von der Raytracing-Hardware im GPU raygetraced zu werden.
In Enlisted haben wir fast alles in der BVH-Szene in nahezu gerasterter Qualität hinzugefügt, um eine physikalisch genaue Darstellung zu erzielen. Auf diese Weise kann unser Raytracing Raytracing-Effekte auf der gesamten Karte berechnen, z. B. Bäume in Reflexionen so weit sehen, wie sie auch im Bild gerendert werden.
Diese Szene wird bei jedem Frame aktualisiert, da sie auch animierte Objekte enthält. Dieser Schritt wird auf vielen CPU-Threads ausgeführt, um die Bildrate hoch zu halten. Daher wird eine relativ moderne CPU empfohlen.
Ray Traced Shadow Map (RTSM)
Ray Traced Shadow ersetzt die Schattenkarten der Sonne. Dies funktioniert so, dass wir einen Strahl von den auf dem Bildschirm sichtbaren Pixeln auf stochastische Weise in Richtung der Sonnenoberfläche schießen, um vorübergehend zu erfassen, wie viel von der Oberfläche von diesem Punkt aus sichtbar ist. Anschließend leiten wir ihn durch einen Denoiser, um die endgültigen weichen Schatten zu erhalten.
Dadurch werden die Schatten je nach Entfernung des Objekts, das sie wirft, viel realistischer und weicher. Genau wie im echten Leben.
Ray Traced Ambient Occlusion (RTAO)
Ambient Occlusion soll Objekte simulieren, die das vom Himmel kommende Umgebungslicht blockieren.
In der gerasterten Pipeline handelt es sich hierbei um einen Screen-Space-Effekt, was bedeutet, dass nur Samples von dem genommen werden können, was sichtbar ist. Dies kann zu falschen Okklusionen führen, bei denen Licht durchdringen kann, oder zu verschwindenden Okklusionen am Rand des Bildschirms, da das okkludierende Objekt dort im Hinblick auf die Bildschirmraumimplementierung im Grunde genommen nicht mehr existiert.
RTAO umgeht dies, indem es dies in der Raytracing-Szene durchführt und Zugriff auf alle Informationen hat, die es für die korrekte Berechnung benötigt.
Ray Traced Reflection (RTR)
Der bekannteste Effekt von Raytracing sind Reflexionen. Normalerweise verwenden wir eine Screen-Space-Reflexion zusammen mit Reflection Probes und bei hoher Qualität das Tracing der GI-Szene, um eine ungefähre Farbe dessen zu erhalten, was dort vorhanden ist. Mit Raytracing können wir jedoch die Reflexionen auf Monte-Carlo-Weise abtasten, die genaue Farbe des getroffenen Objekts berechnen und dann das Rauschen entfernen, um physikalisch korrekte Reflexionen zu erhalten.
In Enlisted verwenden wir Strahlen variabler Länge, um Reflexionen auf rauen Oberflächen zu optimieren. Ein kürzerer Strahl bedeutet, dass das Tracing schneller ist, und da die Reflexion für die Beleuchtung dieser Oberflächen weniger wichtig ist, verlieren wir nicht an wahrgenommener Qualität!
Die BVH-Szene ermöglicht es uns auch, transparente Effekte wie Rauch und Feuer zu verfolgen, die zuvor in allen Reflexion-Implementierungen fehlten. So kann beispielsweise ein Flammenwerfer die Umgebung beleuchten und entfernte Rauchwolken sind in Pfützen sichtbar.
Auf diesem Screenshot könnt ihr auch beobachten, wie die raue Decke aufgrund der in einem breiten Lappen abgeschossenen Reflexionsstrahlen kein Bild erzeugt, aber einige Details des Feuers auf den viel glatteren, wenn auch nicht spiegelnden Wänden zu sehen sind.
Lichtquellen werden auch zur Beleuchtung der BVH-Szene verwendet, sodass ihr in der Reflexion Lampen sehen könnt, die auf dem Bildschirm nicht sichtbar sind.
Eine weitere Technik, die wir verwendet haben, ist die Verwendung des vorherigen Frames als Beleuchtungscache. Wenn der Strahl auf etwas trifft, das im vorherigen Frame vorhanden war, müssen wir die Beleuchtung für diese Oberfläche nicht von Grund auf neu berechnen, sondern können einfach den Cache auslesen. Dies ist nicht nur etwas schneller, sondern verbessert auch die Qualität der Beleuchtung, da der vorherige Frame ebenfalls durch Raytracing beleuchtet wurde, sodass es dem Effekt nahekommt, den wir durch rekursives Abfeuern von Strahlen erzielen würden, jedoch viel schneller. Auf diesem Screenshot reflektieren die Wände direkt den Himmel, aber der Boden reflektiert nur die Wände, und dennoch ist die indirekte Reflexion des Himmels noch vorhanden.
Ray Traced Transparent Reflections (RTTR)
Wir haben auch eine separate Option für Raytracing-Transparentreflexionen. Diese Einstellung fügt allen transparenten Glasoberflächen im Spiel Reflexionen hinzu. Da Glas glatt ist, hat es spiegelähnliche Reflexionen, und da Glas im Spiel ein eher seltenes Material ist, ist dies ein relativ kostengünstiger Effekt, der eine große Wirkung erzielt.
Jetzt könnt ihr auch sehen, was sich hinter euch im Zielfernrohr eures Scharfschützengewehrs befindet.
Raytracing-Wasser (RTW)
Und schließlich gibt es noch eine Option für Raytracing-Wasser. Diese Option aktiviert Raytracing-Reflexionen auf der Wasseroberfläche mit einem benutzerdefinierten zeitlichen Akkumulationsalgorithmus mit minimalem Ghosting. Diese Einstellung aktiviert auch weiche Raytracing-Schatten von der Sonne auf dem Wasser.
Performance
Raytracing ist für High-End-PCs gedacht, aber wir haben unser Bestes getan, um es zugänglicher zu machen.
Die Optionen können unabhängig voneinander aktiviert und deaktiviert werden, um die Leistungsbelastung entsprechend eurer GPU anzupassen. Beachtet jedoch, dass alle RT-Effekte die Aufrechterhaltung des BVH erfordern, was zu Lasten aller Effekte geht.
Je nach eurer GPU und Bildschirmauflösung empfiehlt sich eine leichte Hochskalierung aus den vielen von Enlisted unterstützten Algorithmen zur Auflösungsanpassung (Temporal Hyper Resolution, DLSS, FSR, XeSS).
Bitte beachtet, dass aus technischen Gründen die dynamische Auflösung derzeit nicht unterstützt wird, wenn Raytracing aktiviert ist.
Im kommenden Update „Scorching Rays” werden wir nur eine Unterstützung für NVIDIA- und AMD-Grafikkarten hinzufügen, aber wir sind bestrebt, dies auch für Intel bereitzustellen, und hoffen, in kommenden Patches weitere Verbesserungen und Features liefern zu können.
Empfohlene Hardware
Wir empfehlen die folgende Hardware für die Ultra-Voreinstellung mit allen Raytracing-Effekten aktiviert:
1080p 60 fps: NVIDIA GeForce RTX 4060 / AMD Radeon RX 9060 XT
1440p 60 fps: NVIDIA GeForce RTX 4070 Ti / AMD Radeon RX 9070 XT
2160p 60 fps: NVIDIA GeForce RTX 5080
Diese Technologien verbessern die Grafik des Spiels erheblich, indem sie die Beleuchtung und die Reflexionen realistischer gestalten. Schaut euch also unbedingt die Schönheit von Enlisted an, sobald das große Update live ist, und teilt eure Erfahrungen mit uns!