Shadow of the Tomb Raider: Raytracing sorgt für etwas Feintuning an den Schatten
tl;dr: Shadow of the Tomb Raider unterstützt mit dem neuesten Patch nun Raytracing und DLSS. ComputerBase hat sich beide Turing-Techniken genauer angesehen. Raytracing kümmert sich im Spiel um die Schatten und kostet je nach Szene wenige bis viele FPS. Allerdings hält sich der optische Nutzen in Grenzen.
Shadow of the Tomb Raider kann nun Raytracing und DLSS
Raytracing für Shadow of the Tomb Raider wurde bereits auf der Gamescom zur Vorstellung von Nvidias Turing-Grafikkarten angekündigt. Allerdings ist der entsprechende Patch erst jetzt erschienen. Neben Raytracing fügt das Update das KI-basierte Upsampling-Verfahren DLSS hinzu, das bei vergleichbarer Bildqualität zur höheren Auflösung eine bessere Performance bieten soll.
Beide Features funktionieren zurzeit nur auf Nvidias Turing-Grafikkarten. Raytracing soll in Kürze per neuem Treiber auch für den Pascal-Vorgänger und die Turing-Modelle ohne spezielle Raytracing-Kerne freigeschaltet werden. AMD hat bis jetzt immer noch nicht angekündigt, ob und gegebenenfalls wann DXR auf den Radeon-Beschleunigern freigeschaltet werden soll.
SotTR nutzt Raytracing für die Schatten
Zurück zur Integration im Spiel: Battlefield V nutzt Raytracing für die Reflexionen, Metro Exodus für die globale Beleuchtung und Shadow of the Tomb Raider (kurz SotTR) setzt die Strahlen hingegen für die Schatten ein und verwendet damit eine weitere Möglichkeit, Raytracing für eine bessere Grafik zu nutzen.
ComputerBase hat sich sowohl Raytracing als auch DLSS bezüglich Bildqualität und Performance auf der GeForce RTX 2060, der GeForce RTX 2070, der GeForce RTX 2080 und der GeForce RTX 2080 Ti angesehen.
Testsystem und Testergebnisse
Die nachfolgenden Benchmarks sind mit einem Intel Core i9-9900K ohne weitere Modifikationen durchgeführt worden, der auf insgesamt 32 Gigabyte Arbeitsspeicher mit einer Geschwindigkeit von DDR4-3200 (16-16-16-38, Dual-Rank) zugreifen kann. „Windows 10 Oktober Update“ (1809) inklusive aller derzeit verfügbaren Patches ist installiert. Als Nvidia-Treiber wurde der GeForce 419.35 genutzt.
Die Testszene unterscheidet sich zu der ansonsten von ComputerBase bei SotTR genutzten Sequenz. Denn je nach Szene fallen die Performance-Kosten von Raytracing sehr unterschiedlich aus. Die normale Testsequenz stellt nur geringe Anforderungen bei Raytracing. Stattdessen wird ein neuer, ebenso 25 Sekunden langer Benchmark in Paititi (Marktplatz) genutzt, der bei Verwendung von Raytracing deutlich höhere Anforderungen an die Grafikkarte stellt.
Sämtliche Auflösungen werden auf allen Grafikkarten in der maximalen Detailstufe getestet. Als Kantenglättung ist durchweg SMAA T2x aktiviert.
Effekt von Raytracing variiert stark
Shadow of the Tomb Raider bietet drei verschiedene Qualitätsstufen für Raytracing. Den Anfang macht die Stufe „Mittel“, die bei ausgesuchten, punktuellen Lichtquellen Raytracing für die Schattendarstellung verwendet. Die Stufe „Hoch“ nutzt dann sowohl für (weitere) ausgesuchte punktuelle und gerichtete Lichtquellen inklusive der Sonne Raytracing und ersetzt dabei das klassische Shadow-Mapping. „Ultra“ und damit das Maximum nutzt dann primär mehr Strahlen als „Hoch“ und stellt weitere Schatten mit Raytracing dar. Welche Einstellung wie viele Strahlen pro Pixel nutzt, verraten die Entwickler nicht.
In Metro Exodus und vor allem in Battlefield V ist an manchen Stellen sofort ersichtlich, dass Raytracing genutzt wird. In Shadow of the Tomb Raider ist der Effekt dagegen deutlich dezenter. Es gibt durchaus Szenen, in denen die Schatten mit Raytracing deutlich besser aussehen, denn erst damit werden sie richtig weich und manche Objekte werfen dann erst überhaupt einen Schatten oder lassen einen falschen Schatten weg. So werfen Lichtquellen außerhalb des Sichtbereichs zum Beispiel nur in der Raytracing-Variante einen korrekten Schatten.
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Größerer Nutzen – RT Aus
Die entsprechenden Szenen sehen mit Raytracing dann auch besser aus. Anders als in den zwei bisherigen Raytracing-Spielen ist es aber fast durchweg schwierig, sofort zu erkennen, ob Raytracing genutzt wird oder nicht. Erst in einem direkten Vergleich wird der Effekt deutlich. Zudem ist der optische Nutzen in den meisten Szenen marginal. Dann sieht zum Beispiel nur ein kleiner Bildbereich besser aus. In anderen Szenen ist hingegen fast gar kein Unterschied zu erkennen. Positiv hervorzuheben ist, dass Bildrauschen – entstanden durch das Denoising – zu keiner Zeit auffällig war.
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Kleinerer Nutzen – RT Aus
Bei den verschiedenen Qualitätsstufen ist die Wahl schnell gefällt. Die mittlere Einstellung bringt nur in einzelnen Szenen einen sichtbaren Effekt und die meiste Zeit ändert sich optisch nichts. Mit der hohen Einstellung geht Raytracing in SotTR dann so richtig los und „Ultra“ bringt primär mehr vom Selben. Die Schatten wirken dann vor allem auf weitere Distanz etwas ausgeprägter, größere Unterschiede gibt es aber nicht. „Hoch“ ist daher die Mindesteinstellung, die man für RT in dem Spiel nutzen sollte. Wer genügend Leistung hat, schaltet auf „Ultra“. „Mittel“ muss hingegen gar nicht erst ausprobiert werden.
Der optische Nutzen von Raytracing schwankt in Shadow of the Tomb Raider also deutlich, genauso die Leistungsanforderungen. In manchen Sequenzen kostet Raytracing nur 10 bis 20 Prozent Performance, in anderen wird die Leistung halbiert – und manchmal noch etwas mehr. Das Gute daran ist, dass meistens auch der optische Nutzen verhältnismäßig groß ist, wenn Raytracing viel kostet. Das ist aber nicht durchweg so. Die Testszene profitiert zum Beispiel grafisch nur vereinzelt von Raytracing. Die Anforderungen sind allerdings fast durch die Bank hoch. Mehr dazu im nächsten Abschnitt.
Benchmarks mit Raytracing
Wer Raytracing mit der maximalen Qualität genießen möchte, muss sich auf einen großen Leistungsverlust einstellen. So verliert die GeForce RTX 2080 Ti in 1.920 × 1.080 34 Prozent der FPS, die GeForce RTX 2080 36 Prozent, die GeForce RTX 2070 36 Prozent und die GeForce RTX 2060 46 Prozent. Die Frametimes leiden ebenso deutlich. Bei Nvidias Flaggschiff fallen diese um 27 Prozent schlechter aus. Bei der GeForce RTX 2080 sind es 29 Prozent, bei der GeForce RTX 2070 41 Prozent und bei der GeForce RTX 2060 67 Prozent.
Daran zeigen sich zwei verschiedene Aspekte: Die Frametimes werden in Full HD durch den Prozessor limitiert. In höheren Auflösungen verlieren auch die zwei schnellsten GeForce-Beschleuniger deutlich mehr Performance. Und mit Raytracing auf der Ultra-Stufe reicht der GeForce RTX 2070 der 6 GB große Speicher nicht mehr aus. Auch wenn die Testszene anspruchsvoll für Raytracing ist, lässt sich sagen, dass Shadow of the Tomb Raider selbst in Full HD nur auf einer GeForce RTX 2080 Ti oder GeForce RTX 2080 gut mit Raytracing auf „Ultra“ läuft.
Raytracing auf Hoch hat in Full HD einen Bug
Bereits die RT-Stufe „Hoch“ bringt einen ordentlichen Schub und liefert je nach Modell zwischen 9 und 14 Prozent mehr FPS. Bei der GeForce RTX 2060 sind es gar plus 29 Prozent, da für die Einstellung „Hoch“ die 6 GB Speicher ausreichend sind. Allerdings zeigen sich bei den Frametimes Probleme, denn abgesehen von eben diesem Einstiegsmodell in die Raytracing-Welt sind sämtliche Messwerte in 1.920 × 1.080 schlechter als mit den vollen RT-Details unter „Ultra“. Das hat den Grund, dass unabhängig von der Grafikkarte die Stufe „Hoch“ immer mal wieder kurz hakt. Mal kaum, mal ordentlich und mal sehr häufig. Man kann Glück haben und fast ohne Ruckler durch eine Sequenz kommen, doch im nächsten Level hakt es dann plötzlich wieder stark. Auch wenn „Hoch“ damit einen guten Leistungsschub bringt – die GeForce RTX 2070 wäre für Full HD dann ausreichend –, ist die Einstellung zurzeit dennoch nicht spielbar. Das Spiel hat einen störenden Bug mit den zweithöchsten Raytracing-Details.
Die anderen Stufen haben diesen Fehler nicht und das gilt auch für die mittleren RT-Details. Diese kosten kaum Performance und reduzieren die Framerate nur zwischen 4 und 5 Prozent, die Frametimes zwischen 1 und 7 Prozent. Die Performance ist mit „Mittel“ sehr gut, doch bringt die Stufe eben optisch kaum Vorteile.
WQHD ist von den Problemen kaum betroffen
Wer in höheren Auflösungen Raytracing ohne DLSS nutzen möchte, benötigt eine GeForce RTX 2080 Ti oder GeForce RTX 2080. Letztere ist für WQHD mit Raytracing auf „Hoch“ durchaus schnell genug, auch wenn es gelegentlich zu leichten Rucklern kommen kann. Darüber hinaus tritt der „Hoch-Bug“ in 2.560 × 1.440 anders als in Full HD kaum auf. Wenn doch, hilft es, einmal den Level neu zu laden.
Auffällig in der höheren Auflösung ist, dass sich der Verlust der Framerate kaum zu Full HD unterscheidet, die Frametimes aber deutlich langsamer sind. Denn in der Auflösung limitiert die CPU nicht mehr. So werden die Frametimes auf einer GeForce RX 2080 Ti um 6 Prozent mit RT auf „Mittel“ langsamer, mit „Hoch“ sind es 29 Prozent und mit „Ultra“ 41 Prozent. Bei der GeForce RTX 2080 liegen die Werte bei 4 Prozent, 33 Prozent und 49 Prozent.
Raytracing auf Ultra kostet viel Speicher
Die GeForce RTX 2080 Ti verliert bei der Umstellung von „Hoch“ auf „Ultra“ damit nur 16 Prozent, die GeForce RTX 2080 dagegen gleich 25 Prozent und die GeForce RTX 2070 29 Prozent. Die GeForce RTX 2060 bricht gar mit der mittleren Stufe völlig weg (um 33 Prozent), die zwei höheren Einstellungen kosten dann nicht mehr viel Leistung. Das deutet darauf hin, dass beim Wechsel von „Hoch“ zu „Ultra“ auch die 8 GB Speicher der GeForce RTX 2080 und der GeForce RTX 2070 nicht mehr genug für WQHD sind.
Für Raytracing in Ultra HD ist dann auch eine GeForce RTX 2080 Ti zu langsam. Aber möglicherweise schafft DLSS diesbezüglich Abhilfe.
Fabian und 
Jan-Frederik