Minecraft RTX im Test: Klötzchen klotzen mit Pathtracing

Wir haben Benchmarks und Grafikvergleiche zur beeindruckenden Raytracing-Beleuchtung für Minecraft mit RTX-Update erstellt.

Ein Test von Marc Sauter veröffentlicht am 16. April 2020, 15:00 Uhr

Szene aus Minecraft RTX mit globaler Beleuchtung (Bild: Mojang/Screenshot: Golem.de)

Heute, am 16. April 2020, startet die offene Beta von Minecraft RTX, so heißt das von Entwickler Mojang (Microsoft) und Nvidia gemeinsam entwickelte Grafik-Update für die Bedrock-Version von Minecraft unter Windows 10. Die komplette Beleuchtung wurde auf Pathtracing umgestellt, was trotz simpler Klötzchen-Optik für eine realistische Darstellung von Licht und Schatten sorgt. Das Resultat ist in vielen Bereichen äußerst beeindruckend - wir haben Details und Benchmarks.

Bevor wir erläutern, wie das Pathtracing funktioniert und was es alles kann, kurz die Informationen zur offenen Beta selbst: Jeder mit einem Account kann sie nutzen und eigene Welten erstellen, von Nvidias Partnern gibt es jedoch sechs kostenlose im Marktplatz. Die demonstrieren, wie sich die globale Beleuchtung auswirkt, und eignen sich gut für einen Eindruck von Minecraft RTX. Gerade die "Color, Light & Shadow"-Welt ist als Showcase sehr zu empfehlen.

Bisher läuft die Beta gewollt nicht auf einer Geforce GTX 10x0 (Pascal) oder einer GTX 16x0 (Turing Light), ohnehin würde die Leistung für spielbare Bildraten nicht ausreichen. Stattdessen muss es eine Geforce RTX sein, da diese RT-Cores für Pathtracing und Tensor-Kerne für den DLSS 2.0 (Deep Learning Super Sampling), einen Rekonstruktionsfilter, aufweist. Unsere Benchmarks zeigen, dass dieser fast schon zwingend notwendig ist, um Pathtracing flüssig darzustellen - dazu später mehr.

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Minecraft mit regulärer Optik (Rechteinhaber: Mojang, Screenshot: Golem.de)

Was aber ist ein Pathtracer und wie wird er in Minecraft RTX umgesetzt? Grundlegend stellt Pathtracing eine Untergruppe von Raytracing dar, genauer wird mit einer Monte-Carlo-Integration für die Algorithmen gearbeitet. Ausgehend von der virtuellen Kamera wird ein primärer Strahl (Ray) geschossen und geprüft, ob er ein Objekt trifft. Ist dies der Fall, prallt ein sekundärer Strahl ab, der nachverfolgt wird (Tracing). Das geschieht zufallsgeneriert, denn Minecraft RTX verwendet sogenannte PBR-Materialien. Das steht für Physically Based Rendering und beschreibt physikalische Oberflächen; diese können emittierend, metallisch, glatt bis rau oder (teilweise) lichtdurchlässig sein.

In Minecraft RTX entsteht durch das Pathtracing eine dynamische globale Beleuchtung (Global Illumination, GI) samt weich auslaufenden Schatten (Contact Hardening Shadows) sowie Reflexionen und Refraktionen. Ein Cache für die Bestrahlungsstärke (Irradiance) sorgt per zeitlichem Verlauf über mehrere Frames hinweg für die Generierung genügend sekundärer Strahlen, damit nicht auch noch tertiäre verschossen werden müssen. Ein Vertex-Limit pro Frame hilft, dass die Leistung nicht einbricht, weil die Strahlenmenge ansonsten überhand nehmen würde. Nvidia hat überdies realistisch berechnete Strahlungsbüschel (God Rays) eingebaut, die durch Geometrie geblockt werden.

Weil auch der Übergang vom kühlen Nass an die frische Luft berechnet wird, führt das zu einer Totalreflexion bedingt durch das Snelliussche Brechungsgesetz, das passende Stichwort ist Snell's Window. Ohne Pathtracing können wir zwar von oben durch die Wasseroberfläche sehen, ob dort Anakondas oder Kaimane schwimmen, von unten erkennen wir aber nur eine blaue Textur. Der Rasterizer ist in Minecraft RTX nicht völlig verschwunden, denn einige Effekte wie Partikel oder Regen werden damit berechnet.

Auf der nächsten Seite erläutern wir, wie viel Leistung das Pathtracing und der nachfolgende Denoising-Pass zum Entrauschen des Bildes kosten. Wie sich das praktisch äußert, zeigen wir anschließend mit Grafikkarten-Benchmarks in zwei Szenen mit drei Auflösungen und sechs Qualitätseinstellungen.