Assassin’s Creed Shadows: Ubisoft gibt Einblick in die PS5 Pro-Verbesserungen

Wir haben soeben das Titel-Update 1.0.2 veröffentlicht, das einige wichtige Verbesserungen für die PS5 Pro-Version von Assassin’s Creed Shadows mit sich bringt – darunter die Unterstützung von PSSR und die Integration von Raytracing-Reflexionen im Balanced-Modus.

Zur Feier dessen möchten wir euch einen tieferen Einblick in die Arbeit geben, die geleistet wurde, um diese Version – die beste Konsolenversion von Shadows – zum Leben zu erwecken.

Unsere Rendering-Vision vorantreiben

Als Gamer freuen wir uns immer, wenn neue Hardware erscheint. Als Entwickler freuen wir uns noch mehr – und die PS5 Pro war da keine Ausnahme. Sobald wir über die neuen Möglichkeiten der Konsole informiert wurden, waren wir begeistert, diese zu nutzen. Die PS5 Pro ermöglichte es uns, unsere Rendering-Vision in allen Modi – Quality, Balanced und Performance – voll auszuschöpfen.

Zunächst einmal lasst uns die drei zentralen technologischen Verbesserungen zusammenfassen, die die PS5 Pro im Vergleich zur Standard-PS5 bietet:

• Sie hat eine schnellere GPU.
• Sie verfügt über neue Raytracing-Funktionen (BVH8-Unterstützung).
• Sie bietet PlayStation Spectral Super Resolution (PSSR).

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Nutzung der verbesserten GPU- und Raytracing-Funktionen

Schon früh in der Konzeptionsphase von AC Shadows haben wir beschlossen, unsere Beleuchtungspipeline zu revolutionieren, indem wir von einem vorgefertigten globalen Beleuchtungssystem(1) mit begrenzter Flexibilität im Spiel auf ein Laufzeitsystem mit Raytracing umgestiegen sind. Das hat mehrere Vorteile für die Bildqualität und sorgt für mehr Dynamik in der Welt, da sich die Beleuchtung immer an die Ereignisse im Spiel anpassen kann. Auch die Qualität wird erhöht und subtile, aber wichtige Beleuchtungsdetails kommen bei der ray-traced global illumination (RTGI) zum Vorschein. Die PS5 ermöglichte es uns zwar, mit ihrer nativen Raytracing-Unterstützung realistische 30 und 40 FPS zu erreichen, aber 60 FPS waren nicht ganz möglich, wenn man bedenkt, was sonst noch alles auf der GPU passiert: Simulationen, Geometrie-Rasterung und Shading, Charakterverformung und Haar-Rendering usw.

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Mit der Ankündigung der PS5 Pro im letzten Jahr wussten wir jedoch, dass wir alle Zutaten hatten, um die ultimative Konsolenversion von AC Shadows zu entwickeln. Der schnellere Grafikprozessor der PS5 Pro trägt an sich schon zur Leistung bei, ohne dass die Entwickler viel tun müssen, aber die spielverändernde Technologie sind die verbesserten Raytracing-Fähigkeiten der PS5 Pro, die BVH8(2) (BVH steht für „Bounding Volume Hierarchy“, mehr dazu weiter unten) gegenüber BVH4 bietet. Mit unserer Implementierung der BVH8-Unterstützung auf der PS5 Pro konnten wir die GPU-Aufgaben, die Hardware-Raytracing erfordern, um etwa 300 % beschleunigen. Diese beiden entscheidenden Verbesserungen, der schnellere Grafikprozessor und die Unterstützung von BVH8, haben es uns ermöglicht, stabile 60 FPS zu erreichen und gleichzeitig unsere neue Generation von Raytracing-Beleuchtungssystemen zu präsentieren.

Was ist Global Illumination?

Beim Game Rendering bezieht sich die globale Beleuchtung (GI) auf eine Reihe von Techniken, die verwendet werden, um die Art und Weise zu simulieren, wie Licht mit Oberflächen in einer 3D-Umgebung interagiert. Anstatt Objekte nur mit direktem Licht von einer Lichtquelle (wie der Sonne oder einer Lampe) zu beleuchten, berücksichtigt GI auch die indirekte Beleuchtung, d. h. Licht, das von Oberflächen zurückgeworfen wird und zur Gesamtbeleuchtung einer Szene beiträgt.

Stell dir folgendes Szenario vor: Wenn du in einem gut beleuchteten Raum eine rote Kiste in der Nähe einer weißen Wand aufstellst, „blutet“ die rote Farbe auf die nahe gelegene Wand.

Was ist ein BVH?

Eine BVH (Bounding Volume Hierarchy) ist eine Beschleunigungsstruktur, die für die Verwendung von Hardware-Raytracing in der 3D-Grafik von zentraler Bedeutung ist. Stell dir das als Boxen innerhalb von Boxen vor. Wenn du einen Strahl verfolgen musst, musst du zuerst bestimmen, welche großen Boxen den Strahl schneiden, und dann rekursiv testen, um Raytracing mit einer Leistung zu ermöglichen, die den Anforderungen moderner Spiele entspricht. Normalerweise haben BVH 4 große Boxen (BVH4), was bedeutet, dass jede Box 4 andere Boxen enthalten kann. Mit BVH8 haben wir 8 Boxen pro Box, was eine schnellere Durchquerung des BVH bei Raytracing-GPU-Aufgaben ermöglicht, da der Baum flacher ist und jeder Knoten doppelt so viele Kinder hat.

Etwas Einzigartiges für Konsolenspieler auf der PS5 Pro: ray traced reflections

Globale Raytracing-Beleuchtung mit 60 FPS in einer offenen Welt ist schon eine tolle Leistung. Angesichts der Verzögerung von AC Shadows hatten wir jedoch Zeit zu prüfen, wie wir die Dinge noch weiter vorantreiben können, und wir waren zuversichtlich, dass wir die Raytracing-Reflexionen(1) rechtzeitig zur Veröffentlichung implementieren können.

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Die Verwendung von Raytracing-Reflexionen löst viele Probleme, die bei klassischen Techniken wie SSLR und Cube Maps auftreten. Während sich einige Spiele auf der PS5 Pro für einen einzigen 60-FPS-Modus entschieden hatten, war unser Ansatz: Wenn die Wahl zwischen 30, 40 und 60 FPS für PS5-Spieler gut war, warum nicht auch für PS5 Pro-Spieler, wenn in jedem Modus sinnvolle Verbesserungen geboten werden können?

Wir sind der Meinung, dass mit Raytracing-Reflexionen eine deutliche Verbesserung des fotorealistischen Renderings erreicht wird. Auch dies war dank des schnelleren Grafikprozessors und der 300 % schnelleren Raytracing-Fähigkeiten möglich, die wir durch die Nutzung von BVH8 erreichen konnten.

Bei der Veröffentlichung boten wir Raytrace-Reflexionen nur im Qualitätsmodus an, aber wir freuen uns, dass das Titel-Update 1.0.2 Raytrace-Reflexionen in den PS5 Pro-Modus „Ausgeglichen“ bringt, eine Verbesserung, die viele von euch gewünscht haben. Einmal mehr bietet der ausgewogene Modus einen guten Kompromiss zwischen Qualität und Leistung für Spieler/innen mit unterstützenden Fernsehern.

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Kurz gesagt, die PS5 Pro bringt:

• Globale Raytracing-Beleuchtung im Performance-Modus (im Gegensatz zur vorgebackenen globalen Beleuchtung auf der Standard-PS5).
• Strahlenverfolgte Reflexionen im Qualitäts- und Ausgleichsmodus (ergänzend zur strahlenverfolgten globalen Beleuchtung der Standard-PS5).

Was sind Reflektionen?

Reflexionen beziehen sich darauf, wie das Licht auf glänzenden, metallischen Oberflächen usw. reflektiert wird. Während Reflexionen vor allem auf solchen Oberflächen wahrgenommen werden, wirken sie sich auf die meisten Pixel auf dem Bildschirm auf eine sehr subtile Weise aus, die das Bild erdet. Normalerweise wird dies mit Hilfe von Informationen auf dem Bildschirm gemacht, mit einer Technik, die sich Screen Space Local Reflections (SSLR) nennt, oder mit älteren Techniken wie Cube Maps, die offline vorgebacken oder im Spiel dynamisch gerendert werden, mit viel Latenz und einer geringeren Auflösung, weil der Speicherplatz begrenzt ist. Die Ray-Traced-Reflexion löst das Hauptproblem von SSLR, nämlich dass sie nicht reflektieren kann, was sich außerhalb des Bildschirms befindet, und hat einen viel höheren Grad an Wiedergabetreue als Cube Maps.

Unterstützung der PSSR

Mit all dem, was wir bisher besprochen haben, haben wir nur zwei der drei wichtigsten Verbesserungen der PS5 Pro behandelt. Was noch fehlt, ist eine Technologie der PS5 Pro, die PlayStation Spectral Super Resolution (PSSR). Zuerst wollen wir erklären, was PSSR ist. PSSR ist ein KI-gesteuerter Upscaler, d. h. er skaliert ein Bild, das mit einer niedrigeren Auflösung, z. B. 1080p, gerendert wurde, auf 2160p hoch, d. h. er nähert sich 3 von 4 Pixeln an (Upscaling ist nichts Neues; seit Assassin’s Creed Origins verwenden wir für das Upscaling eine Technik namens Temporal Anti-Aliasing, oder TAA (TAAU)). Die Vorteile des Upscalings sind groß: Eine niedrigere Renderauflösung führt zu einer höheren Framerate. Der Kompromiss ist die Klarheit des Bildes und manchmal visuelle Artefakte. TAA ist eine analytische Technik, d.h. sie basiert im Großen und Ganzen auf Mathematik und Statistik.

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Die Hochskalierung in Kombination mit der dynamischen Auflösungsskalierung (Dynamic Resolution Scaling, DRS), einer Technik, bei der sich die Renderauflösung ändert, je nachdem, wie gut die GPU in der KI abgeschnitten hat, ermöglicht es uns, die visuelle Wiedergabetreue des Spiels zu maximieren, indem wir die hochskalierte Auflösung in anspruchsvolleren Szenarien herabsetzen. Ohne DRS müssten wir unsere Budgets für das schlimmste Szenario kalibrieren, auch wenn diese nur unter bestimmten Umständen und nur einmal im gesamten Spiel auftreten. Daher bietet eine gute DRS-Implementierung in Verbindung mit einem guten Upscaler das Beste aus beiden Welten: eine höhere Framerate und mehr visuelle Wiedergabetreue.

KI-Hochskalierer werden in der Regel mit Referenzmaterial in der Zielauflösung trainiert. Im Gegensatz zu einem analytischen Upscaler können sie mit niedrigeren Pre-Upscaling-Auflösungen besser arbeiten, da ihr Modell Verhaltensweisen kodiert, die sich analytisch nur schwer oder gar nicht reproduzieren lassen. Durch die Verzögerung von AC Shadows hatten wir die Möglichkeit, frühe Implementierungen von PSSR in anderen PS5 Pro-Titeln zu untersuchen und unsere eigene gründliche Analyse von AC Shadows durchzuführen. Wir stellten fest, dass PSSR im Vergleich zu TAA insgesamt ein besseres Erlebnis bot und definitiv etwas war, von dem die Spieler/innen profitieren konnten. Deshalb haben wir uns an Sony Interactive Entertainment (SIE) gewandt, um die Zusammenarbeit zu vertiefen. Sony arbeitete eng mit uns zusammen und stellte uns aktualisierte Modellparameter zur Verfügung, die wir benötigten, um unsere Implementierung in der neuesten PS5 Pro-Firmware zu perfektionieren, die gerade veröffentlicht wurde. Im Vergleich zu TAA liefert PSSR ein stabileres Bild mit deutlich weniger flimmernden Artefakten, was die Bildqualität verbessert.

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Mit dem Erscheinen dieser Firmware freuen wir uns, sagen zu können, dass die offizielle PSSR-Unterstützung in AC Shadows durch unser neues Titel-Update verfügbar ist, da sowohl die Verbesserungen auf der Systemsoftware-Ebene als auch unsere Arbeit in der Engine nun nahtlos zusammenarbeiten. Spieler, die das Spiel bereits auf der PS5 Pro gespielt haben, müssen die Option im Video-Tab des Optionsmenüs aktivieren, aber alle neuen Spieler werden standardmäßig mit aktiviertem PSSR spielen. Wie immer sind wir bestrebt, unsere Implementierung in den kommenden Titel-Updates zu verbessern, da sich diese Technologie ständig weiterentwickelt.

Fazit

Mit globaler Raytracing-Beleuchtung im Performance-Modus (60 FPS), Raytracing-Reflexionen im Balanced-Modus (40 FPS) sowie im Quality-Modus (30 FPS) und PSSR, das jetzt in allen Modi verfügbar ist, sind wir sehr zufrieden mit unserer PS5 Pro-Version und glauben, dass sie das ultimative Konsolenerlebnis für AC Shadows ist, das es mit dem Ultra-High-End-PC-Spiel aufnehmen kann. Wir haben alle 3 technologischen Kernsäulen der PS5 Pro voll ausgeschöpft. Zusammengenommen unterstützen sie unsere technologische Vision und lassen uns sehr gespannt in die Zukunft blicken!

Wir hoffen, dass dir dieser technische Einblick in die Entstehung der PS5 Pro-Version von Assassin’s Creed gefallen hat.