DirectX 12: Microsoft bringt größtes Raytracing-Update seit 2018

Microsoft hat DirectX 12 Agility SDK 1.620 Retail und 1.722 Preview veröffentlicht. Die Aktualisierungen bringen Verbesserungen für Raytracing, GPU-Effizienz und Advanced Shader Delivery. Die neuen DirectX-Raytracing-Funktionen bezeichnet Microsoft als umfangreichste Erweiterung seit der Einführung der Technik im Jahr 2018.

Weniger Aufwand beim Aufbau von Raytracing-Strukturen

Raytracing benötigt Strukturen, die die Geometrie einer Szene abbilden. In detailreichen, dynamischen Umgebungen kann deren Aufbau und Aktualisierung viel Rechenzeit beanspruchen. Clustered Geometry soll den Aufwand verringern, indem Geometrie in wiederverwendbare kleinere Einheiten zerlegt wird. Jeder Cluster kann bis zu 256 Dreiecke und Eckpunkte enthalten. Entwickler können die Einheiten zu größeren Strukturen zusammensetzen, ohne die Geometrie jedes Mal von Grund auf neu aufzubauen.

So erstellte, detaillierte Modelle sollen sowohl für Rastergrafik als auch für Raytracing genutzt werden. Das soll präzisere Reflexionen und Schatten ermöglichen, ohne dass der Aufbau der Strukturen unverhältnismäßig aufwendig wird. „Partitioned Top-Level Acceleration Structures“ (PTLAS) sollen dabei erlauben, nur veränderte Teile einer Szene zu aktualisieren.

Im Beispiel legt eine RX 9070 von 1,2 auf 79 FPS zu

Microsoft vergleicht in einem Beispiel den herkömmlichen Aufbau von „Bottom-Level Acceleration Structures“ (BLAS) mit Clustered Geometry. In einer Konfiguration mit einer AMD Radeon RX 9070 stieg die Bildrate demnach von 1,2 auf 79 FPS, also um rund das 66-Fache. Die Zeit für den GPU-Aufbau der Strukturen sank von 788 auf 3,11 Millisekunden, die Raytracing-Zeit von 72,6 auf 9,27 Millisekunden.

Weniger Speicherbedarf

Auch beim Speicherbedarf meldet Microsoft deutliche Unterschiede: Der gesamte Speicherbedarf für die Strukturen sank im Beispiel von 7.519 auf 774 MB, also um knapp 90 Prozent. Der Bedarf an temporärem Scratch-Speicher, also extrem schnellem Zwischenspeicher, stieg dagegen erheblich von 1,8 auf 526 MB. Microsoft betont, dass die Werte aus einem spezifischen Entwicklungsszenario stammen. Wie stark Spiele profitieren, lässt sich daraus also nicht direkt ableiten.

Die Vorschau unterstützt GeForce-RTX-Grafikkarten, Radeon-RX-9000-Modelle sowie Intel Arc der B-Serie und unterstützte Core-Ultra-Grafikeinheiten. Neue Hardwarefunktionen seien nicht nötig, Treiberunterstützung bleibe jedoch erforderlich. Microsoft nennt Nvidias RTX Mega Geometry in Gears of War: E-Day (Test) als frühes Beispiel für eine ähnliche Technik. Die standardisierte DirectX-Umsetzung könnte solche Ansätze jedoch künftig über verschiedene GPU-Hersteller hinweg ermöglichen.

Weitere Neuerungen für Advanced Shader Delivery

Agility SDK 1.620 verbessert außerdem Advanced Shader Delivery. Die Technik, die gerade erst in die Unreal Engine 5.8 Einzug gehalten hat, sorgt dafür, dass die mitunter minutenlange Shader-Vorkompilierung beim Starten eines Spiels nur noch wenige Sekunden dauert, indem die Shader vom Entwickler für unterschiedliche Konfigurationen vorab erstellt und zum Download bereitgestellt werden.

„Partial Graphics Programs“ sollen demnach künftig die Wiederverwendung vorab kompilierter Shader-Teile über mehrere Konfigurationen hinweg ermöglichen. Das könne die Paketgrößen und den Kompilierungsaufwand reduzieren. Die Optimierung ist zunächst allerdings nur für Radeon-RX-7000- und RX-9000-Grafikkarten verfügbar. Die Unterstützung weiterer Hersteller sei geplant, so Microsoft.

Zu den weiteren Ergänzungen zählen DirectX Dump Files zur Diagnose von GPU-Abstürzen, Fence Barriers Tier 1, APIs für gebündelte asynchrone Befehlslisten sowie neue Schnittstellen für den DirectX Compute Graph Compiler. Shader Model 6.10 bleibt vorerst in der Vorschau. Die Veröffentlichung ist zusammen mit Agility SDK 1.621 für Anfang Dezember geplant.

Bestehende Spiele erhalten durch die Neuerungen nicht automatisch mehr Leistung. Entwickler müssen diese explizit in ihren Spielen umsetzen, damit Spieler davon profitieren.