Microsofts DirectX Raytracing hat vor Kurzem ein bedeutendes Update erhalten, das die Leistung erheblich steigern und zugleich den VRAM-Bedarf gegenüber bisherigen Verfahren senken kann – in manchen Fällen sogar um rund 90 %. Damit zählt das aktuelle Update zu den größten und weitreichendsten Fortschritten seit der Einführung von DirectX Raytracing im Jahr 2018. Davon werden auch Spieler deutlich profitieren.
Möglich machen dies die mit dem Update eingeführte Funktion Clustered Geometry und PTLAS (Partitioned Top-Level Acceleration Structure), das das deutlich rechen- und ressourcenintensivere TLAS-Verfahren ablöst. Das Konzept sieht vor, animierte Inhalte und Geometrieelemente einer Spielszene in kleinere, wiederverwendbare Gruppen von Dreiecken zu zerlegen. Dadurch lässt sich die Verarbeitung erheblich beschleunigen und die Hardware effizienter nutzen.
Bisher kamen für die Szenen größere Beschleunigungsstrukturen auf der unteren Ebene zum Einsatz. Ihr komplexer Aufbau und die separate Berechnung der einzelnen Elemente erforderten jedoch viel Rechenleistung. Mit Clustered Geometry kann das System beim Raytracing dieselbe vollständig detaillierte Geometrie verwenden wie bei der herkömmlichen Rasterisierung. So passen per Raytracing berechnete Schatten und Reflexionen exakt zu den Elementen des gerade sichtbaren Szenenausschnitts, ohne dass vereinfachte Ersatzgeometrien nötig sind.
Die zweite wichtige Neuerung ist PTLAS, das das TLAS-Verfahren ablöst. Das bisherige TLAS-System verursacht vor allem in Open-World-Spielen eine besonders hohe Last und einen hohen VRAM-Bedarf, da dort eine recht große Szene auf einmal gerendert und mit Effekten versehen werden muss. Durch das DXR-Update kann Raytracing nun mit regional unterteilten TLAS arbeiten, den sogenannten PTLAS (Partitioned Top-Level Acceleration Structures). Dadurch lässt sich die Verarbeitung auf jene Regionen oder Partitionen konzentrieren, in denen sich tatsächlich etwas verändert hat. In unveränderten Bereichen können sämtliche bisherigen Daten weiterverwendet werden, was die Effizienz erhöht.
Die beiden Neuerungen lassen sich unabhängig voneinander oder bei Bedarf gemeinsam in Spielen einsetzen. Einschränkungen gibt es dabei grundsätzlich keine. Nvidia hat bereits gezeigt, wie Clustered Geometry in der Praxis aussieht. Die folgende Abbildung zeigt drei Ansichten: die normale Darstellung sowie die Aufteilung in Cluster und in Dreiecke.
In Zahlen ausgedrückt ermöglichen die Neuerungen beispielsweise mit einer AMD Radeon RX 9070 erhebliche Leistungsgewinne: Die Bildrate kann um bis zu 66 % steigen, während sich der VRAM-Bedarf um nahezu 90 % reduzieren lässt. Diese Werte zeigen allerdings die günstigsten Fälle, wie es bei Technikdemos üblich ist. In Spielen werden die tatsächlichen Leistungsgewinne geringer ausfallen und davon abhängen, wie die jeweiligen Entwickler die Funktionen implementieren.
Erfreulich ist, dass sämtliche modernen Hardwarelösungen mit den Neuerungen kompatibel sind. Ob AMD, Nvidia, Intel oder Qualcomm: Die Produkte aller vier Hersteller werden vom ersten Tag an unterstützt. Welche Spiele die Neuerungen künftig nutzen werden, ist bislang noch nicht bekannt. Das soll sich zu einem späteren Zeitpunkt klären.
