Das erste Spiel mit Echtzeit-Raytracing - 21 Jahre alter Klassiker

Auch mit Echzeit-Raytracing sieht man Quake 2 sein hohes Alter an, einen Blick wert ist Projekt Q2VKPT des deutschen Studenten Christoph Schied aber in jedem Fall.

Der hierzulande im Gegensatz zum ersten Teil der Reihe immer noch indizierte Ego-Shooter Quake 2 aus dem Jahr 1997 erfreut sich dank Open-Source-Status bei Moddern großer Beliebtheit. Das aktuelle Project Q2VKPT des deutschen Studenten (beziehungsweise Doktoranden) Christoph Schied vom Karlsruher Institut für Technologie bringt jetzt sogar umfangreiches Echtzeit-Raytracing ins Spiel.

Genauer gesagt kommt das so genannte »Path Tracing« zum Einsatz, das die beim Raytracing namensgebenden Strahlen (und ihre jeweiligen Reflexionen, Brechungen oder Absorbierungen) für die Berechnung des gesamten Bildes nutzt. Entwickler Dice setzt Raytracing in Battlefield 5 dagegen ausschließlich für die Darstellung realistischer Reflexionen ein.

Während es sich bei Battlefield 5 also um eine Kombination von klassischer Rasterisierung und dem nur für einen Aspekt eingesetzten Raytracing handelt (zum Unterschied zwischen diesen Render-Techniken siehe auch unseren Artikel »Was ist Raytracing?«), verwendet Q2VKPT die Rasterisierung einzig und allein für die Darstellung der HUD-Elemente und nicht für die Spielwelt an sich.

Das macht die Berechnungen in Q2VKPT sehr aufwändig. Laut Schied handelt es sich dabei um den ersten spielbaren Titel, der abgesehen von den HUD-Elementen komplett auf Raytracing setzt. Die darin genutzten Techniken seien bislang nur in der Fillmindustrie zum Einsatz gekommen. Konkrete Angaben zu der Performance liefert er ebenfalls: In WQHD (2560x1440) erreicht die Geforce RTX 2080 Ti demnach knapp 60 fps.

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Im Hinblick auf den Hardware-Anspruch sind auch Schieds nähere Erläuterungen in seinen FAQ zu dem Projekt sehr interessant. So sei Quake 2 zwar mit einer geringen geometrischen Komplexität ausgestattet, die Zahl von Lichtquellen darin sei aber durchaus auf einem recht modernen Niveau - und genau das stelle beim Path Tracing einen entscheidenden Faktor für die Performance dar.

Ein passendes Video zu dem auf der Grafikschnittstelle Vulkan basierenden Projekt gibt es ebenfalls (siehe oben). Gut darin zu erkennen: Dynamische Lichtquellen sind in Quake 2 kaum vorhanden, was für die Implementierung von Path Tracing in aktuellen Spielen ebenfalls eine große Herausforderung darstellen dürfte.

Schied versteht sein Projekt allerdings ohnehin »nur« als Machbarkeits-Studie für die Grafik in Computerspielen. Sie soll Enthusiasten einen ersten Blick auf die potenzielle Zukunft der Spielegrafik ermöglichen.

Neben dem Einsatz von Hardware-beschleunigtem Raytracing sieht er dabei auch den für die Erstellung der Bilder genutzten adaptiven Filter als zentrales Element an. Er verfolgt Änderungen an der Beleuchtung und berücksichtigt möglichst viele Informationen vorangegangener Berechnungen, um die Render-Leistung zu verbessern.

Die Kombination aus Quake und Raytracing ist übrigens nicht neu: Bereits in der GameStar-Ausgabe 07/2004 haben wir über ein entsprechendes Projekt des damaligen Studenten (und heutigen Intel-Mitarbeiters) Daniel Pohl berichtet, Basis war hier allerdings Quake 3 statt Quake 2.

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