Wie sieht Spielegrafik in 5 Jahren aus? AMD gibt uns die Antworten

Pathtracing, KI und Co. - Welche Techniken nutzt die Spielegrafik der Zukunft? Wird KI eine immer größere Rolle spielen? Wir haben die Antworten!

von Alexander Köpf,
09.11.2021 07:45 Uhr

Die Grafik in Spielen hat sich in den letzten Jahren und Jahrzehnten teils sprunghaft weiterentwickelt. Immer wieder ist sogar von Fotorealismus die Rede. Und ab und an können wir tatsächlich einen Blick auf Spiele erhaschen, die genau das bieten: Legos Builder’s Journey zum Beispiel sieht unter anderem dank Raytracing fast wie abgefilmt aus:

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Allerdings beschränkt sich das Spiel auf die Darstellung einer limitierten Menge an Klemmbausteinen und benötigt dabei selbst mit dem KI-Upscaler DLSS richtig potente Hardware. Von Fotorealismus im großen Stile kann also noch nicht die Rede sein.

Doch wie sieht das in fünf Jahren aus? Wird Computer-Hardware dann genug Rechenpower haben, um den Anforderungen generalisierter fotorealistischer Grafik zu entsprechen? Wird Raytracing Ende 2026 Standard sein? Was kommt nach der Echtzeitstrahlenberechnung und wie wichtig wird künstliche Intelligenz?

Die Antworten auf diese und andere Fragen rund um das Thema Grafik und Grafikkarten gibt uns Andy Pomianowski, Radeon Product Architect bei AMD:

Interview mit Radeon Product Architect Andy Pomianowski

Fotorealismus und Grafikkarten-Leistung

GameStar: Wird es innerhalb der nächsten 5 Jahre Fotorealismus in der Spielegrafik geben?

Andy Pomianowski: Fotorealismus in Spielen wurde im Laufe der Jahre häufig als Ziel genannt, und zu verschiedenen Zeitpunkten kann man immer wieder Spiele finden, die als nahezu fotorealistisch angepriesen werden. Wir kommen diesem Ziel immer näher, aber Fotorealismus in einem Spiel zu erreichen, das vielleicht eine sehr begrenzte oder kontrollierte Umgebung hat, ist etwas ganz anderes, als Fotorealismus in allen Spielen zu erreichen.

Wenn wir über den Fotorealismus von Spielen in der Zukunft nachdenken, gibt es viele Bereiche zu berücksichtigen, von denen einige besser verstanden werden als andere - einschließlich sehr dynamischer Umgebungen, glaubwürdiger Charaktere, nahezu unbegrenzter Details bei Objekten und nahtloser Welten, die massive Datenmengen ohne visuelle Auswirkungen übertragen.

Wir werden sicherlich weiterhin Spiele sehen, die diese Grenzen ausreizen, und in einigen Genres wird es Titel geben, die dem Fotorealismus sehr nahe kommen. Aber es gibt viele Herausforderungen, um das breitere Versprechen des Fotorealismus in jeder Art von Spiel zu erfüllen.

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GameStar: Wie viel mehr Leistung werden Grafikkarten in fünf Jahren bieten? Werden die Leistungssprünge immer so groß sein wie bei der aktuellen Generation?

Andy Pomianowski: Das ist schwer zu sagen, weil es von so vielen verschiedenen Faktoren abhängt, die mit technologischen Fortschritten, aber auch mit den Anforderungen des Marktes zusammenhängen. Als ein Unternehmen, das sich auf Innovation konzentriert und wo Hochleistungsprodukte immer im Mittelpunkt seines Geschäfts stehen, ist AMD bestrebt, weiterhin technologische Durchbrüche zu erzielen, die führende Leistung und Effizienz ermöglichen.

Nach dem heutigen Stand unserer Roadmap wird die Leistung durch die Einführung neuer Hardware-Generationen auf der Grundlage fortschrittlicher Architekturen und effizienter Fertigung zwar steigen, aber in welchem Umfang, können wir heute nicht sagen.

GameStar: Welche Komponenten einer Grafikkarte werden in Zukunft für die Leistungssteigerung entscheidend sein?

Andy Pomianowski: Nicht eine bestimmte Komponente einer Grafikkarte ist die Wichtigste, wenn es darum geht, das Leistungsniveau zu bestimmen, das sie liefert. Vielmehr kommt es auf die Kombination aller Komponenten des Produkts an und darauf, wie sie aufgebaut und optimiert sind, um bestmöglich zusammenzuarbeiten.

So bringt beispielsweise die schnellste GPU-Taktfrequenz nicht die beste Leistung, wenn sie nicht mit genügend Hochgeschwindigkeitsspeicher gepaart ist, und das Gleiche gilt umgekehrt. Außerdem kommt es nicht nur darauf an, eine leistungsstarke GPU mit Hochgeschwindigkeitsspeicher zu kombinieren, sondern auch darauf, wie man sie verbindet.

Aus diesem Grund haben wir mit der AMD RDNA-2-Gaming-Architektur den AMD Infinity Cache eingeführt, einen hochleistungsfähigen Datencache (Last-Level-Cache), der die Latenzzeit und den Stromverbrauch drastisch reduziert und eine bis zu 3,25-fach höhere effektive Bandbreite im Vergleich zum 256-Bit-GDDR6-Speicher mit 16 Gbit/s bietet. Manchmal sind Änderungen wie diese der Schlüssel zu unserer Fähigkeit, Grafikprozessoren zu entwickeln, die weiterhin effizient skalieren können, um die Leistung für die Arbeitslasten der Zukunft zu liefern.

Auch die Software ist ein wichtiger Bestandteil der Gleichung. So erhöht beispielsweise die AMD FidelityFX Super Resolution Upscaling-Technologie die Framerate, um ein leistungsstärkeres, hochauflösendes Spielerlebnis zu ermöglichen. Innovationen wie diese haben einen enormen Einfluss auf die Leistung, und wir sind an einem Punkt angelangt, an dem wir über die Technologie verfügen, um noch beeindruckendere Ergebnisse zu erzielen - wie die neuesten AAA-Spiele in 4K-Auflösung bei 60FPS+. All dies zusammen ermöglicht es uns, noch bessere Produkte herzustellen, und diese Verbesserungen an unserer Grafikarchitektur und unseren Softwarefunktionen werden auch in Zukunft Innovationen vorantreiben.

Photogrammetrie - Wie macht man Spiele photorealistisch? PLUS 7:31 Photogrammetrie - Wie macht man Spiele photorealistisch?

Raytracing und Pathtracing

GameStar: Wird Raytracing in 5 Jahren Mainstream sein - und möglicherweise andere Beleuchtungs- und Verschattungsmethoden, usw. vollständig ersetzen?

Andy Pomianowski: Ich gehe davon aus, dass Raytracing immer häufiger zum Einsatz kommen wird, je fortschrittlicher die Technologie wird und je mehr Spiele und Grafik-Engines die Entwickler damit ausstatten. Genau wie bei der Einführung von Echtzeit-Schatten, Shader-Effekten und Screen-Space-Reflexionen in der Vergangenheit werden neue Grafiktechnologien mit der Zeit ihren Weg in den Mainstream finden. Raytracing hat vor kurzem seinen Weg in die Spielkonsolen gefunden, die die AMD RDNA-2-Gaming-Architektur nutzen, um Raytracing zu ermöglichen, und wir werden Raytracing weiterhin für immer mehr Spieler auf verschiedenen Plattformen verfügbar machen.

Ich glaube, dass in naher Zukunft Raytracing-Reflexionen und -Beleuchtung hauptsächlich bei der Entwicklung von AAA-Spielen zum Einsatz kommen werden, aber je weiter die Technologie verbreitet wird, desto mehr Spieler können sie selbst erleben. Bei AMD arbeiten wir daran, dass eine breitere Gruppe von Spielern in den Genuss von fortschrittlichen Technologien wie Raytracing kommt. Die AMD Radeon RX 6600-Grafikkarte, die wir letzten Monat für 339 Euro auf den Markt gebracht haben, wurde beispielsweise entwickelt, um Leistung und Funktionen der Enthusiasten-Klasse in den Mittelklasse-Markt zu bringen.

GameStar: Werden in wir in 5 Jahren vielleicht schon Pathtracing haben?

Raytracing vs. Pathtracing

  • Raytracing: Bei der Echtzeitstrahlenverfolgung Raytracing wird der Weg eines Lichtstrahls pro Pixel, ausgehend vom Betrachter (Spieler) in die Szene, über eine Reflexion, bis hin zur Lichtquelle verfolgt. Anhand der gesammelten Informationen wird dann berechnet, wie der Pixel auf dem Bildschirm dargestellt werden muss.
  • Pathtracing: Beim Pathtracing werden mehrere (bis zu Tausende) Lichtstrahlen pro Pixel zurück in die Szene verfolgt. Im Gegensatz zu Raytracing können die Lichtstrahlen beliebig oft reflektieren oder transparente Materialien durchdringen und müssen auch nicht in einer Lichtquelle enden. Wie auch beim Raytracing wird aus den gesammelten Informationen der betreffende Pixel am Bildschirm berechnet. Das Verfahren benötigt zwar ungleich mehr Ressourcen als Raytracing, bietet dafür jedoch die realistischere Beleuchtung.

Andy Pomianowski: Pathtracing ist attraktiv, weil es eine einheitliche Methode zur Lösung von Beleuchtungsproblemen für die meisten in der Welt vorkommenden Effekte bietet, allerdings auf Kosten von viel höheren Leistungsanforderungen. Es ist wahrscheinlich, dass wir in den kommenden Jahren ein gewisses Pathtracing sehen werden, aber unter Verwendung von intelligenten Annäherungen und Vereinfachungen sowie Upscaling-Techniken. Es ist wichtig zu erkennen, dass wir darauf hinarbeiten, einen Punkt zu erreichen, an dem diese Rendering-Methoden für alle Spieler anwendbar sind, und nicht nur "Add-ons" für die extremen oberen Enden des Marktes darstellen.

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Künstliche Intelligenz

GameStar: Werden Skalierungsmethoden wie FSR, DLSS oder XeSS in Zukunft noch wichtiger werden?

Andy Pomianowski: Ja, Upscaling wird für die nächste Generation von Rendering-Erlebnissen extrem wichtig sein. Das Ziel der Hochskalierung ist es, einen Weg zur Maximierung der fiktiven Metrik (Leistung mal Qualität) zu finden. Beim nativen Rendering fallen für jedes Pixel maximale Kosten an, das Upscaling kann für die meisten dieser Pixel jedoch eine sehr gute Annäherung liefern, und das zu geringeren Kosten.

Unser Ziel ist es, Lösungen anzubieten, die den gesamten Leistungs- und Qualitätsbereich abdecken, um den Entwicklern die flexibelsten Werkzeuge zur Verfügung zu stellen, damit sie ihre Visionen für Spiele verwirklichen können. FidelityFX Super Resolution 2 ist ein großartiges Beispiel für eine Technologie, die unglaublich wirkungsvoll ist, weil sie zu sehr geringen Kosten eine nahezu native Bildqualität liefern kann, und zwar auf einer möglichst breiten Palette von Hardware, so dass die größtmögliche Anzahl von Nutzern von dieser Erfahrung profitieren kann.

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Wann die Preise vielleicht sinken und wie wir in den kommenden Jahren spielen, erfahrt ihr im GameStar-Podcast mit Michael Graf, Nils Raettig und Alexander Köpf:

Link zum Podcast-Inhalt

Ihr könnt euch auch die Videoaufzeichnung des Podcasts ansehen, die im Rahmen von Find Your Next Game Hardware Edition entstanden ist:

Wie seht ihr das? Werden wir in fünf Jahren vielleicht erste Blockbuster mit wirklich fotorealistischer Grafik sehen? Oder führen wir dann dieselbe Debatte erneut? Schreibt es gerne in die Kommentare!

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