Was ist Raytracing? Die Grafiktechnologie einfach erklärt

Raytracing bedeutet „Strahlenverfolgung“. Das ist eine Methode, um in Videospielen Licht zu berechnen.

Raytracing simuliert Beleuchtung, Schatten und Spiegelungen so, dass sie wie sie im echten Leben aussehen. Normalerweise bezeichnet Raytracing (RT) einzelne Effekte wie Raytracing-Schatten und Raytracing-Spiegelungen. Nutzt ein Spiel die Strahlenverfolgung für das gesamte Licht, wird dieses umfassende Raytracing in der Regel als Path-Tracing bezeichnet.

Stell dir vor, du siehst eine Tasse vor dir auf dem Tisch. Eigentlich siehst du die Tasse gar nicht direkt. Du siehst das Licht, das die Tasse reflektiert und das auf deine Augen trifft. Dieses Licht kommt von einer Lichtquelle wie der Sonne, die durch das Fenster scheint. Es trifft auf die Tasse und wird dann in alle Richtungen reflektiert. Du siehst den kleinen Teil des gespiegelten Lichts, der deine Augen erreicht.

Raytracing liefert so realistische Ergebnisse, weil sich das virtuelle Licht damit genauso verhält wie echtes Licht. Der einzige Unterschied ist, dass der Lichtstrahl umgekehrt durch die Spielwelt wandert: Vom Auge des Betrachters aus wird optimalerweise für jedes Pixel auf dem Monitor ein virtueller Lichtstrahl in die Spielwelt geschickt.

Der Lichtstrahl trifft einen Gegenstand in der Szene – etwa eine Tasse, die in der Spielwelt auf einem Tisch steht –, und setzt seinen Weg fort durch das virtuelle Fenster bis zur simulierten Sonne. Die Grafikkarte berechnet die Farbe jedes einzelnen Pixels der Tasse auf Grundlage des Materials und der Art und Weise, wie es das Licht reflektiert.

Das passiert alles in Echtzeit – also in der Zeit, die du gerade erlebst. Wird Raytracing in Echtzeit berechnet, kann das Licht auf die Spielfiguren und andere sich bewegende Dinge reagieren. Sind die Lichtverhältnisse und andere Aspekte in der Spielwelt dieselben wie bei dir zu Hause, sieht die Tasse aus unserem Beispiel im Spiel bestenfalls genauso aus wie die Tasse, die vor dir in der echten Welt auf dem Tisch steht.

Bei Path-Tracing- oder Full-Raytracing-Spielen wird das gesamte Licht durch Raytracing simuliert, inklusive Schatten und Spiegelungen. Da dies eine erhebliche Grafikleistung erfordert, kannst du normalerweise nur einzelne Raytracing-Effekte an- und ausschalten. Welche das sind, ist von Spiel zu Spiel unterschiedlich.

• Raytracing-Spiegelungen für undurchsichtige Oberflächen: Die Umgebung spiegelt sich auf Oberflächen, die nicht durchsichtig sind, wie dem Fußboden.
• Raytracing-Spiegelungen für durchsichtige Oberflächen: Die Umgebung spiegelt sich auf durchsichtigen Oberflächen wie Fenstergläsern.
• Indirekte Raytracing-Beleuchtung: Licht prallt von Oberflächen ab, nimmt ihre Farbe mit und strahlt andere Oberflächen an. Fällt beispielsweise ein weißes Licht auf eine Pflanze, schimmert die Wand dahinter grünlich und die Pflanze wirft realistischere Schatten.
• Raytracing-Kontaktschatten: Wenn Gegenstände oder Wände Kontakt miteinander haben, sperren sie das Licht aus. Beispiel: Liegt ein Stift auf einem Tisch, wirft er darauf einen Kontaktschatten. Von RT-Kontaktschatten profitieren vor allem kleine und dünne Objekte wie Stifte und Zäune.
• Raytracing-Schatten: Die gesamte Schattenberechnung erfolgt durch Raytracing.
• Raytracing für Schutt: Durch Explosionen, wie beispielsweise im Actionspiel „Control“, entsteht Schutt. Dank Echtzeit-Raytracing wirft der Schutt realistische Schatten und wird korrekt auf Oberflächen gespiegelt.
• Raytracing-Umgebungsverdeckung: RT-Umgebungsverdeckung berechnet, wie stark Objekte, Oberflächen und andere Elemente in der Spielwelt beleuchtet werden. Auf dieser Grundlage erzeugt der Effekt abgestufte, natürliche Schattierungen, die alles organisch in der Spielwelt verankern.
• Globale Beleuchtung mit Raytracing: Mit diesem Begriff ist gemeint, dass die Spielwelt mit direktem und indirektem Raytracing-Licht beleuchtet wird. Im Gegensatz zu einem Path-Tracing-Spiel muss der Effekt nicht für alle Lichtquellen verwendet werden. Stattdessen kann Raytracing zum Beispiel nur für die Sonne zum Einsatz kommen, die einen lediglich einmal reflektierten Lichtstrahl abgibt. Das ist etwa im ursprünglichen „Metro Exodus“ der Fall.
• Path-Tracing:Entwickler verstehen Path-Tracing als eine Variante von Raytracing, die mehrmals an Oberflächen abprallendes Licht berechnet. Diese Technologie eignet sich besonders gut dafür, das gesamte Licht in Spielen zu simulieren, inklusive Spiegelungen und Schatten. Aus diesem Grund werden Spiele mit vollständiger Raytracing-Beleuchtung als Path-Tracing-Spiele bezeichnet. Path-Tracing lässt sich aber auch selektiver einsetzen, wie in „Metro Exodus: Enhanced Edition“: Hier werden etwa Spiegelungen nicht vollständig durch RT erzeugt.

Vorteile

• dynamische Beleuchtung
• natürliche Schatten
• lebensechte Spiegelungen
• Gameplay-Vorteile wie schnellere Gegner-Erkennung

Nachteile

• hohe Anforderungen an Grafikkarte und Prozessor
• unterschiedliche Raytracing-Effekte je nach Spiel
• ältere Spiele ohne Raytracing (außer ggf. durch Mods)
• je nach Spiel unterschiedliche Raytracing-Qualität
• ohne RT-Effekte teils bessere Optik einiger Spiele

Um Raytracing zu nutzen, müssen deine Hardware und das Spiel die Grafiktechnologie unterstützen. Auf PC-Seite bedeutet das: Du brauchst eine starke Grafikkarte. Infrage kommen grundsätzlich Nvidia-Modelle der RTX-Serie und AMDs Radeon-Grafikkarten ab der RX 6800 XT. Wir empfehlen auch einen schnellen Prozessor. Außerdem können die Spielekonsolen PS5 und Xbox Series X/S Raytracing-Effekte darstellen.

Die PS4 Pro bietet im Spiel „Crysis Remake“ RT-Effekte. In meinem Test habe ich allerdings herausgefunden, dass diese fehlerhaft und die Performance-Einbußen nicht wert sind. Ebenso können Nvidia-GTX-Grafikkarten RT-Effekte teilweise darstellen, aber auch in diesem Fall werden den meisten Gamern die Kompromisse zu groß sein.

Die besten Nvidia-Grafikkarten für Raytracing

Im Folgenden listen wir die leistungsstärksten Nvidia-Grafikkarten für Raytracing auf, geordnet nach Leistung von der stärksten zur relativ schwächsten.

1. Nvidia GeForce RTX 4090
2. Nvidia GeForce RTX 4080
3. Nvidia GeForce RTX 4070 Ti
4. Nvidia GeForce RTX 3080 Ti
5. Nvidia GeForce RTX 3080
6. Nvidia GeForce RTX 4070

Was Gaming-Laptops mit den Nvidia-GPUs können, erfährst du von Nvidia und der Redaktion in Nvidia RTX 40-Serie: Mehr Grafik-Power im Laptop.

Die besten AMD-Grafikkarten für Raytracing

Im Folgenden listen wir die leistungsstärksten AMD-Grafikkarten für Raytracing auf, geordnet nach Leistung von der stärksten zur relativ schwächsten.

1. AMD Radeon RX 7900 XTX
2. AMD Radeon RX 7900 XT
3. AMD Radeon RX 6950 XT
4. AMD Radeon RX 6900 XT
5. AMD Radeon RX 6800 XT

Wie du deinen persönlichen Spielerechner zusammenstellst, verraten wir im Artikel Bester Gaming-PC 2024: So baust du einen genialen Spielerechner. Und wie du mit AMD-Technik energieeffizient zocken kannst, erfährst du von AMD und der Redaktion in Mehr Power, weniger Verbrauch – so geht energieeffizientes PC-Gaming.

Mehr Grafikkarten und aktuelle Modelle findest du in unserem Vergleich: Beste Grafikkarten 2025: Tests & Vergleich.

Die besten Spielekonsolen für Raytracing

1. Xbox Series X
2. PlayStation 5
3. Xbox Series S

Die Xbox Series X und die PlayStation 5 sind ähnlich gut für Raytracing geeignet, die Series X ist etwas leistungsstärker. Wir vergleichen die Konsolen in unserer Gegenüberstellung Xbox Series X vs. PS5: Welche Konsole lohnt sich? Der ultimative Vergleich. Die Series S hat das Nachsehen. Viele Xbox-Spiele, die auf der Series X Raytracing bieten, verzichten auf der schwächsten Microsoft-Konsole sogar ganz auf den Effekt.

Bei PC-Spielen gehst du so vor:

1. Update deinen Grafiktreiber.
2. Prüfe, ob dein Spiel Raytracing unterstützt.
3. Starte dein Spiel.
4. Öffne die Grafikeinstellungen.
5. Aktiviere die gewünschten Raytracing-Effekte.
6. Nun kannst du loszocken.

Bei Spielen für PS5 und Xbox Series X/S gehst du so vor:

1. Prüfe, ob das Spiel und konkret die Version für deine Konsole Raytracing unterstützt.
2. Starte dein Spiel.
3. Öffne die Grafikeinstellungen.
4. Aktiviere, falls vorhanden, den „Raytracing-Modus“ (heißt manchmal anders).
5. Nun kannst du loszocken.

Raytracing erfordert eine hohe Grafik- und Prozessorleistung. Das macht auf den meisten Spielerechnern und auf Konsolen Kompromisse nötig, die die Qualität der Effekte beeinträchtigen.

Wenn du Spiele mit Raytracing-Effekten gespielt hast, denkst du jetzt vielleicht, dass das Licht nicht so perfekt aussieht, wie wir es hier beschreiben. Wenn es theoretisch so lebensecht aussehen soll, warum tut es das dann nicht in deinen Games? Vielleicht ist ein Schatten krisselig oder einige Objekte werden gar nicht gespiegelt. Das liegt an drei Faktoren:

• der Anzahl der Strahlen, die in die Spielwelt geschickt werden
• der Anzahl der Abpraller des Lichts (Bounces) – also wie oft das Licht von Objekten in der Spielwelt abprallt
• der Qualität des „Denoisings“ – es beseitigt das Bildrauschen, das entsteht, wenn zu wenige Lichtstrahlen durch die Spielwelt geschickt werden

Es werden in der Praxis nicht für jedes Pixel Strahlen losgeschickt, weil das zu viel Leistung beanspruchen würde. Als Gegenmittel kommt „Denoising“ zum Einsatz, das Entrauschen des Bildes. Es bereinigt die Grafik mittels künstlicher Intelligenz. Die KI wurde mit zahlreichen Bildern trainiert, damit sie erkennt, wie ein Bild ohne Rauschen aussehen sollte.

Im Folgenden empfehlen wir einige gute Spiele für PC, Xbox Series X und PS5, die Raytracing sinnvoll einsetzen und die auch qualitativ als Games überzeugen.

• „Control“: Umfassende RT-Effekte sorgen für ein bombastisches Actionfest (PS5, Xbox).
• „Cyberpunk 2077“: Du hast die Wahl zwischen vielen einzelnen RT-Effekten und einem Path-Tracing-Modus namens „Overdrive“, der sämtliches Licht von Raytracing berechnen lässt. (PC, Xbox)
• „Marvel’s Spider-Man: Remastered“: Zwar gibt es in diesem Action-Adventure nur RT-Spiegelungen, aber die lohnen sich beim Schwingen durch die Wolkenkratzer mit ihren spiegelnden Fenstern.
• „Metro Exodus: Enhanced Edition“: Die Enhanced Edition des Ego-Shooters setzt für beinahe alles Raytracing ein und ist dabei nicht allzu Hardware-hungrig. Allerdings ändert sich der Look des Spiels, was nicht jedem gefällt.
• „Lego Builder’s Journey“: Das Knobelspiel nutzt eine ganze Reihe von RT-Effekten – es sieht so aus, als hättest du den Lego-Bausatz direkt vor dir.

• Raytracing simuliert Beleuchtung, Schatten und Spiegelungen auf eine realistische Art.
• Kompatible Spiele bieten meistens verschiedene (einzelne) Raytracing-Effekte.
• Wird Raytracing für die gesamte Lichtsimulation verwendet, spricht man von einem Path-Tracing-Spiel.
• Raytracing kann eine transformative Wirkung haben und ein Spiel viel realistischer aussehen lassen.
• Raytracing benötigt eine starke Grafik- und Prozessorleistung.
• Für Raytracing brauchst du ein kompatibles Spiel sowie die PS5, Xbox Series X/S oder einen PC mit einem schnellen Prozessor und einer kompatiblen Grafikkarte.
• Du aktivierst Raytracing in den Grafikeinstellungen des Spiels.
• Da Raytracing viel Leistung erfordert, kann es nötig sein, Kompromisse bei der Effektqualität einzugehen.
• Es gibt bereits mehrere Spiele, die Raytracing auf eindrucksvolle Weise nutzen.