Clustered Geometry sichtbar gemacht: In Microsofts Debug-Ansicht ist das Gelände in farbige Dreiecksgruppen zerlegt. (Bildquellen: Microsoft, Nvidia)

Wer in Spielen Raytracing einschaltet, bezahlt dafür mit FPS und Grafikspeicher – und je größer und lebendiger die Welt, desto höher die Rechnung. Das will Microsoft jetzt ändern.

Der Konzern hat am 28. Oktober in einer Vorschau zwei neue Raytracing-Funktionen für DirectX vorgestellt. Laut Microsoft ist das die bedeutendste Aktualisierung von DirectX Raytracing seit dem Start im Jahr 2018.

Nur neu berechnen, was sich wirklich ändert

Damit die Grafikkarte schnell herausfindet, welcher Lichtstrahl welches Objekt trifft, ordnet sie die Geometrie einer Szene vorab in eine Art Suchbaum. Bewegt sich ein Objekt, muss dieser Baum bisher oft komplett neu aufgebaut werden. Bei Animationen, nachladender Landschaft oder generierter Geometrie passiert das immer wieder – und kostet Zeit und Speicher, noch bevor ein einziger Strahl verfolgt wird.

Dafür gibt es nun zwei neue Funktionen. Clustered Geometry zerlegt Objekte in kleine, wiederverwendbare Dreiecksgruppen mit bis zu 256 Dreiecken. Aus solchen Gruppen lassen sich Objekte zusammensetzen, statt sie jedes Mal von Grund auf neu zu bauen.

Partitioned TLAS (kurz PTLAS) betrifft dagegen die gesamte Szene: Statt die Struktur der ganzen Welt zu erneuern, aktualisiert die Grafikkarte nur den Bereich, in dem sich tatsächlich etwas verändert hat. Beide Funktionen lassen sich getrennt oder zusammen einsetzen.

Microsoft nennt noch einen Vorteil: Raytracing kann so praktikabel werden, mit derselben detaillierten Geometrie zu rechnen, die auf dem Bildschirm zu sehen ist, statt mit vereinfachten Ersatzmodellen. Schatten und Spiegelungen würden dann besser zur sichtbaren Szene passen.

Was die Zahlen versprechen – und was nicht

Belegt hat Microsoft das mit einer eigenen Beispielanwendung auf einer Radeon RX 9070. Mit herkömmlich neu gebauten Strukturen schafft sie dort 1,2 FPS, mit Clustered Geometry 79 FPS. Die Vorbereitung der Szene dauert pro Bild nur noch 3,11 statt 788 Millisekunden, die eigentliche Strahlberechnung 9,27 statt 72,6 Millisekunden.

Auch beim Speicher fällt der Unterschied deutlich aus: Die Raytracing-Strukturen belegen 774 statt 7.519 MiB, ein Minus von 89,7 Prozent. Den Löwenanteil sparen die animierten Objekte (244 statt 6.794 MiB), bei den statischen Objekten sind es 27 Prozent.

Microsoft selbst warnt in Großbuchstaben davor, solche Gewinne in Spielen vorauszusetzen – es handle sich nur um einen Testspielplatz. Als Beispiel nennt der Konzern weniger extreme, aber noch nützliche Fälle, in denen das Verfolgen der Strahlen sogar langsamer wird, die Ersparnis beim Szenenaufbau das aber mehr als ausgleicht.

Ähnlich fällt Microsofts zweites Beispiel aus: Bei umfallenden Dominosteinen sinkt die Zeit für das Aktualisieren der Szene dank PTLAS von 2,88 auf 0,79 Millisekunden, dafür läuft die Strahlberechnung etwas langsamer. Außerdem braucht der Aufbau mit Clustern deutlich mehr Zwischenspeicher: bei den statischen Objekten der Testszene 526 statt 1,83 MiB.

Wann ihr davon etwas merkt

Zunächst handelt es sich um eine Vorschau, die Entwickler ausschließlich mit aktiviertem Windows-Entwicklermodus nutzen können. Einen Termin für die fertige Fassung nennt Microsoft nicht; mit dem Feedback der Entwickler will der Konzern möglichst bald final veröffentlichen.

Neue Hardware braucht ihr dafür laut Microsoft nicht, wohl aber passende Treiber. Die gibt es für alle Nvidia-RTX-Karten, die Radeon-RX-9000-Serie sowie Intels Arc-B-Serie und die Core-Ultra-Prozessoren der Serien 200V und 3. Qualcomm will die Treiber für Snapdragon X2 im ersten oder zweiten Quartal 2027 liefern. Bei älteren Raytracing-Grafikkarten ist die Unterstützung offen.

Außerdem müssen Entwickler die Funktionen erst in ihre Spiele einbauen. Als frühes Beispiel nennt Microsoft Gears of War: E-Day, das Clustered Geometry schon über Nvidias herstellereigene Schnittstelle RTX Mega Geometry nutzt. Mit DirectX soll es künftig einen gemeinsamen Weg für alle Hersteller geben. Wie Nvidia die Technik in Wäldern einsetzt, zeigt ein Video des Herstellers.

Nvidias Variante der Technik soll etwa in The Witcher 4 für Pathtracing-Wälder sorgen – das Rollenspiel erwartet man nach bisherigen Angaben aber frühestens Ende 2027. Wer in großen, belebten Spielwelten Raytracing ausschaltet, weil die FPS einbrechen, hat von dem Update also erst mit künftigen Spielen etwas.

Blickt ihr diesem Update freudig entgegen? Glaubt ihr, dass diese neue Methode nachhaltig die Performance für viele verbessern wird? Schreibt es gerne in die Kommentare.