Am 20. August, im Vorfeld der Gamescom, hat Nvidia eine neue Generation von Grafikkarten angekündigt: Die GeForce RTX 20-Serie, bestehend aus der GeForce RTX 2080 Ti, RTX 2080 und RTX 2070. Die beiden RTX 2080-Modelle erscheinen am 20. September, die RTX 2070 wohl im Oktober. Kern der Produkte ist die  neuartige Turing™-Architektur, benannt nach dem britischen Logiker, Mathematiker, Kryptoanalytiker und Informatiker Alan Turing. Laut Herstellerangaben liefern die neuen Grafikprozessoren bis zu sechsmal so viel Leistung wie die Vorgängermodelle und ermöglichen erstmals Raytracing in Echtzeit. Wir erklären Euch im Artikel, was Raytracing überhaupt ist und warum diese Technik die Grafik in unseren Flugsimulatoren verbessern kann.

Was ist Raytracing und wie funktioniert es?

Raytracing beschreibt eine spezielle Technik zur Berechnung von 3D-Computergrafiken. Dabei simuliert der Rendering-Algorithmus den Weg aller Lichtstrahlen im 3D-Bild – darum auch die Bezeichnung. Denn Raytracing heißt eigentlich nichts anderes als Strahlenverfolgung. Diese Funktionsweise, welche der visuellen Wahrnehmung des Menschen sehr ähnlich ist, ermöglicht täuschend echte Computergrafiken. Insbesondere Licht-, Schatten- und Reflexionseffekte wirken durch Raytracing äußerst realistisch. In der Fachsprache ist dann zum Beispiel von Ray Traced Global Illumination (RTGI) und Ray Traced Ambient Occlusion (RTAO) die Rede.

Battlefield V wird als eines der ersten Computerspiele Raytracing unterstützen.

Deshalb setzen professionelle Anwender wie zum Beispiel Filmproduzenten Raytracing bereits seit vielen Jahren ein. Allerdings ist die Berechnung der Filmszenen mittels dieser Technik sehr rechenintensiv und braucht deshalb enorm viel Zeit. Oftmals sind das mehrere Stunden, bei komplexen Szenarien können es auch schnell mal einige Tage werden. Für das Rendering in Echtzeit bei Computerspielen kam Raytracing daher bislang noch nicht in Frage.

Realistische Reflexionen sind nur ein Vorteil von Raytracing.

Stattdessen erfolgt die Bilddarstellung bei Computerspielen in der Regel mittels Rasterisierung. Hierbei wird das dreidimensionale Bild des Spiels gewissermaßen auf den zweidimensionalen Bildschirm projiziert. Diese Methode ist im Vergleich zu Raytracing sehr schnell und ressourcenschonend, hat aber einen entscheidenden Nachteil: Es wird lediglich angezeigt, was für den PC-Spieler aus seiner aktuellen Sicht auch erkennbar ist. Befindet sich eine Lichtquelle hinter dem Spieler, so taucht diese potenziell nicht auf dem Bildschirm auf und kann die Umgebung auch nicht beleuchten. Über spezielle Programmiertricks sind Licht- und Schatteneffekte dennoch möglich, sehen aber nicht so realistisch aus.

Wie bekommt Nvidia Raytracing in Echtzeit hin?

Die neue Turing™-Architektur besitzt spezielle RT-Cores. Diese Recheneinheiten sind ausschließlich auf die Raytracing-Beschleunigung ausgelegt und ermöglichen deshalb Raytracing in Echtzeit. Turing™ bietet aber auch noch weitere Neuerungen, darunter die Tensor-Recheneinheiten. Diese sind dafür optimiert, leistungsstarke KI-Algorithmen (künstliche Intelligenz) in Echtzeit auszuführen. Darüber hinaus kommt die GeForce RTX 20-Serie mit besonders schnellem GDDR6-Speicher sowie fortschrittliche Shading-Technologien für mehr Leistung, Flexibilität und Effizienz daher.

Was bringt die GeForce RTX 20-Serie für meinen Flugsimulator?

Außer mehr Leistung erst einmal gar nichts. Denn Raytracing kann man nicht einfach mit fünf Codezeilen implementieren, wie Sidney Just von Laminar Research im X-Plane-Developer-Blog geschrieben hat. Es liegt also an den jeweiligen Softwareunternehmen, die neue Technik in ihren jeweiligen Flugsimulator einzubauen – egal ob es jetzt um X-Plane 11, Prepar3D v4, Aerofly FS 2 oder den Digital Combat Simulator geht. Sobald das geschehen ist, könnten Simulator-Piloten in den Genuss von täuschend echten Schatten- und Beleuchtungseffekten sowie entsprechenden Reflexionen kommen. Diese Verbesserungen würden sich zweifelsohne positiv auf die Immersion auswirken. Das gilt selbstverständlich auch für die KI-Algorithmen. Denkbar ist zum Beispiel realistischer AI-Verkehr, der sich je nach Wetter, Verkehrsaufkommen oder Tageszeit anders verhält und auf sein Umfeld reagiert. Das müssen aber die Simulator-Entwickler programmieren, Nvidia stellt mit der Turing™-Architektur lediglich die Hardware zur Verfügung.

Insbesondere Licht und Schatten lassen sich dank Raytracing täuschend echt darstellen…

Bislang haben sich, von Laminar Research einmal abgesehen, noch keine Simulator-Entwickler zu Raytracing und der neuen GeForce RTX 20-Serie geäußert. Daran wird sich in naher Zukunft vermutlich wenig ändern, denn bislang ist völlig unklar, wie gut (oder schlecht) Raytracing in einem Flugsimulator läuft. Schließlich handelt es sich da um eine große, offene Welt – und nicht um eine kleine Szenerie, wie das bei vielen Computerspielen der Fall ist. Wenn überhaupt, dann wird Raytracing wohl nur für zusätzliche Licht- und Schatteneffekte sowie Reflexionen eingesetzt, die sich anderweitig nur schwer realisieren lassen. Laminar Research möchte Raytracing wohl ganz gerne für X-Plane 11 implementieren, muss die Grafikschnittstelle dafür aber zunächst auf Vulkan umstellen.

…, wie diese Bilder aus „Metro Exodus“ zeigen.

Das Rendering mittels Rasterisierung wird in absehbarer Zeit also nicht von der Bildfläche verschwinden. Das sind gute Nachrichten für alle virtuellen Piloten, die sich nicht schon wieder eine neue Grafikkarte kaufen möchten. Denn selbst wenn Raytracing sofort in allen aktuellen Flugsimulatoren implementiert würde, wäre der Betrieb mit einem älteren System ohne Probleme möglich. Nur auf die neuen Raytracing-Effekte müsste man dann eben verzichten. Nichtsdestotrotz hat Nvidia mit der GeForce RTX 20-Serie einen ersten Schritt in Richtung realistischer Darstellung von Computerspielen gemacht, wovon auch die Flugsimulationsszene profitiert. Jetzt liegt es aber an den Simulator-Herstellern, die neuen Möglichkeiten umzusetzen.

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Hallo, ich bin Frank und schreibe seit 2011 für flusinews.de. Damals war unsere Website ein kleines Hobbyprojekt, heute eine wichtige Stimme in der Flugsimulator-Szene – auch wenn wir immer noch in unserer Freizeit schreiben. Auf flusinews.de kümmere ich mich um alles, was irgendwie mit Inhalten zu tun hat. Am liebsten schreibe ich ausführliche Hintergrundberichte über Themen, welche die Szene bewegen.

Bisher 5 Kommentare

  1. Ich glaube eher nicht, dass Raytracing in absehbarer Zeit in irgend einem der genannten Flugsimulatoren eine Rolle spielen wird, dazu braucht es Szenarien, die in einen fest definierten geschlossenem Raum stattfinden. Denkbare Einsatzgebiete, wären damit bestenfalls z. B. Terminals innen. Ob das überhaupt erstrebenswert ist, wenn man ein Fluggerät simuliert, bleibt mal offen.

    Auch die Angabe der 6-fachen Leistung ist eher verwirrend als wahr. Dies Aussage wird wohl nur zutreffen, wenn es ums wirkliche Raytracing geht. Lediglich der GDDR6 Speicher dürfte sich aktuell vorteilhaft auswirken.

    Betrachtet man die technischen Daten kommt wohl eher Ernüchterung . Die neue hat 4352 Shader, die 1080 TI hat 3584. Der Basistakt der neuen ist mit 1350 Mhz nicht berauschend. Nimmt man nicht das TI Modell gehen die Shader drastisch zurück, nämlich auf 2944.

    Bei so etwas warte ich immer erst mal die Praxis und dann die zweite Generation ab, bevor ich kaufen würde.

    Letztlich bleibt auch noch die Frage wer sich das noch leisten kann 1340 Euronen in eine Grafikkarte zu stecken. Vielleicht alte Säcke wie ich, die keine Verpflichtungen mehr haben. Aber auch ich habe ne Schmerzgrenze die eher auf Einsicht beruht, dass man nicht jede Sache für die geklingelt wird mitmachen muss. Man kann auch nicht mehr darauf setzen, dass die Preise absehbar fallen. Dei 1080 TI wurde eher teurer als preiswerter.

  2. Hi Frank,
    sehr guter Bericht. Danke dafür.
    Da ich mit dem X-Plane11 unterwegs bin und mit einer GTX780 angefangen hatte weiß ich den großen Unterschied zuschätzen der Zwischen der GTX780 und der jetzigen GTX1080 liegt ( für mich welten ). Deshalb werde ich im Januar 2019 mir die RTX20800 zulegen. Denke das bis dahin auch die Schnittstelle Vulkan in den X-Plane11 impletiert ist. Das mit dem Preis ist natürlich auch so eine Sache und wenn die Minnier festellen wie schnell die Graka die Kryptowährungen berechnet, dann wird die Graka deutlich teurer werden. Aber bis dahin schauen wir mal.

    Gruß Bodo

    • Ich will Dir ja Deinen Glaube nicht nehmen. In der Tat zwischen einer 780 und einer 1080 liegen Welten.
      Aber nicht zwischen einer 1080 und 2080. Auch Vulkan wird kaum Anfang 2019 eingeführt sein, nicht mal nach den Vorstellungen von Laminar. Dann müssten jedoch erst mal die Anwendungsgrundlagen geschaffen werden und da habe ich bei den vielen Baustellen von XP noch größere Skepsis.

  3. Ich denke bei dem Thema ähnlich wie Rainer. Raytracing ist meines Erachtens für einen Flugsimulator nicht ein wesentlicher Pluspunkt. Eventuell im Cockpit könnte diese Technik Anwendung finden. Mir persönlich wäre es viel wichtiger, dass Multi-Display Setups durch Nutzung heutiger Hardware und Programmiertechniken wesentlicher performanter werden, denn Multi-Display Setups erhöhen den Realismus einer Flugsimulation enorm – mehr als Raytracing. Bei der Nutzung von ViewGroups in Prepar3D ist die Performance aufgrund der mehrfachen Berechnungen für das Rendern eher bescheiden. Eine Möglichkeit wäre die Nutzung von SMP (Simultaneous Multi Projection), welche nVidia mit der Pascal Architektur von ca. 2 Jahren eingeführt hat. Leider blieb diese Technik bei den Flugsimulatoren bisher unbeachtet. Ich denke, so wird es sich ähnlich bei Raytracing verhalten, welches für mich eher ein Marketing Begriff der Kartenhersteller ist.

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