Das Raytracing-Upgrade für Doom ist alles andere als ein Witz

Doom ist das ultimative Spiel. Es läuft auf Schwangerschaftstests, in Autos und jetzt auf RTX, natürlich mit hardwarebeschleunigtem Raytracing. Sultim Tsyrendashiev, der Schöpfer der Path Tracing Mod für Serious Sam, hat am 1. April 2022 diese neue RT-Version von Doom veröffentlicht. Und das ist definitiv kein Aprilscherz! Es ist eine visuelle Überarbeitung des Originals, die eine clevere RT-Ästhetik für einen Titel schafft, der im Grunde kein Echtzeit-Beleuchtungsmodell hat, wie wir uns das in einem modernen Spiel vorstellen würden. Die Ergebnisse sind insgesamt hervorragend und die dafür erforderlichen Prozesse sind oft genial.

Zunächst einmal zu den Voraussetzungen: Was braucht man, um loszulegen? Eine Kopie von Doom selbst ist natürlich unerlässlich - insbesondere für die WAD-Datei, die den Großteil der Spieldaten enthält. Ihr benötigt ferner die RT-Version von prboom, die ihr hier findet. Wie ihr sehen könnt, gibt es optionale Downloads für Musik in höherer Qualität sowie ein DLSS .dll-Plugin, das für eine drastische Leistungssteigerung erforderlich ist. Die letzte Voraussetzung ist eine Nvidia-RTX-GPU. Aus unklaren Gründen werden AMD-RDNA 2-Grafikkarten nicht unterstützt - vielleicht liegt es einfach daran, dass der Entwickler keine solche besitzt.

Wenn alle Anforderungen erfüllt sind und das Spiel vollständig installiert ist, können wir die Frage beantworten, wie Raytracing in einer Spiele-Engine funktionieren kann, die das Konzept von Lichtern, geschweige denn Beleuchtung, nicht kennt. Ja, Doom hat Lichtbänder, Fackeln und Texturen, aber sie verhalten sich nicht so, wie sie es in einem modernen Spiel tun. Doom verwendet ein sektorbasiertes Beleuchtungssystem: Die Karte wird in ein Raster aufgeteilt, wobei jede Zelle eine grundlegende Beleuchtungseigenschaft erhält. Darüber hinaus setzt Doom auf das Konzept der verminderten Beleuchtung. Wenn ihr zum Beispiel einen Gang durchquert, wird er immer dunkler, aber der hellste Punkt befindet sich immer direkt vor dem Spieler. In gewisser Art kann man sich den Spieler somit als rudimentäre Lichtquelle vorstellen. Letztendlich ist die Beleuchtung in Doom nicht wirklich vorhanden, aber es gibt eine Menge cleverer Mechanismen, um die Sprites und Texturen heller oder dunkler erscheinen zu lassen, wenn ein Leveldesigner die Zeit und Mühe aufwendet.

All das ist nicht mit einer Raytracing-Beleuchtungslösung kompatibel, sodass Sultim Tsyrendashiev bei seiner RT-Version von Doom sehr kreativ war. Das fängt schon beim Himmel an, der im Grunde eine emittierende Fläche ist. Der graue Himmel im ersten Level taucht die Szenerie in graues Licht, wie man es sich vorstellt, während der Himmel der Hölle die Szene in Karmesinrot taucht. Da es sich um Raytracing handelt, werden weiche Schatten von jedem Objekt geworfen, das die Sonne verdeckt. Solch emissive Oberflächen kommen auch andernorts zum Einsatz: Lavagruben werfen Licht in einem orangefarbenen Farbton um sie herum, während die Giftfässer grünes Licht nach oben projizieren. Fackeln, Lampen und andere Objekte geben ebenfalls Licht in der Primärfarbe des Objekts oder der Flamme ab. Außerdem gibt es Lichter von Partikeln, wie etwa den Imp-Feuerkugeln, die sich durch die Umgebung bewegen und Lichtveränderungen und tanzende Schatten verursachen, was einen ähnlichen Effekt wie in Doom 3 erzeugt. Und ähnlich wie in Doom 3 gibt es Mündungsfeuer-Schatten, die sehr atmosphärisch aussehen. Interessanterweise ersetzt das den Mündungsfeuer-Blitztrick mit verminderter Beleuchtung, der im Original verwendet wurde.

Damit das alles funktioniert, werden die Texturen von Doom überarbeitet und mit Materialeigenschaften versehen, damit sich das Licht auf konsistente und logische Art realistisch in der Szene ausbreiten kann. Das auf dieser Seite eingebettete Video zeigt sehr gut, wie der Entwickler die Artworks angepasst hat und welchen Effekt RT auf die Texturen hat. Ich würde die Überarbeitung der Materialien als subtil bezeichnen, obwohl es einige ambitioniertere Änderungen gibt: Wasser ist jetzt eine voll reflektierende Oberfläche, ebenso wie die verschiedenen Blutlachen, die in den Levels verteilt sind.

Sultim Tsyrendashiev schafft es auch, die für Doom typischen 2D-Sprites in die RT-Pipeline zu integrieren, indem er anscheinend eine handgemalte Normal Map hinzufügt. Aber RT-Effekte wie Beleuchtung und Schatten werden durch die Natur des Sprites und die begrenzte Anzahl von Ausrichtungen, die sie haben, definiert. Die Integrationstechnik ist clever, aber da die Sprites nicht vollständig dreidimensional sind, kann dies zu einigen visuellen Unstimmigkeiten führen. Der Entwickler verdient ein Lob für die Art, wie das Spectre-Sprite gehandhabt wird. Doom-Veteranen werden den Spectre als eine körnige/transparente Darstellung des Dämonensprites erkennen, während die RT-Version diese Kreatur mit einer aktiven Tarnung im Stil von Predator darstellt. Sie bricht die Darstellung des Hintergrunds, wenn man hindurchschaut, wobei gelegentlich eine schillernde Darstellung des Dämonensprites durchschimmert.

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Wir haben es hier mit einer Neuinterpretation von Doom zu tun, die wir durch eine Linse mit hardwarebeschleunigtem Raytracing betrachten. Aber die Effektivität ist durch die Art der Original-Assets und die Art, wie der Entwickler sie interpretiert hat, damit sie in seine RT-Pipeline passen, begrenzt. Das führt zu Problemen, wenn einige Bereiche im Spiel überhaupt keine logischen Lichtquellen haben, was im Wesentlichen bedeutet, dass diese Orte in pechschwarzer Umgebung spielen. Die Lösung des Entwicklers ist einfach, logisch und genial: Drückt F auf der Tastatur und eine Taschenlampe wird aktiviert, die die erforderliche Lichtquelle ins Spiel bringt. In manchen Fällen kann das sogar zur Stimmung beitragen.

Bei der Zusammenstellung des Videos habe ich viele der interessantesten Bereiche in Doom erneut besucht und die ursprüngliche Darstellung mit der Raytracing-Interpretation verglichen. Erstaunlich ist, dass viele Bereiche dem Original erstaunlich ähnlich sehen, sie verfügen nur über eine realistischere, weichere Beleuchtung. An anderen Stellen jedoch ändert sich die Szenerie radikal, wodurch sich die ursprüngliche Stimmung verändert und in manchen Fällen einige der Jump-Scares, die das Erlebnis von 1993 ausmachten, zunichte macht. Dennoch denke ich, dass es eine großartige Möglichkeit für Doom-Veteranen ist, das Spiel erneut zu erleben. Und wenn man es noch nicht gespielt hat, lohnt es sich immer noch, auch wenn einige der Designs der ursprünglichen Entwickler nicht ganz so funktionieren, wie sie sollten.

Was die Hardware anbelangt, sollten wir über Extreme sprechen. Diese RT-Version von Doom, die mit 4K-DLSS-Leistung voll ausgereizt ist, kann auf der RTX 3090 problemlos 60 Bilder pro Sekunde halten. Was die Optionen für Raytracing betrifft, könnt ihr einstellen, welche Lichter Global Illumination erhalten. Beginnend mit GI von allen Lichtern, GI nur von polygonalen Lichtern und letztlich One-Bounce-Beleuchtung, die effektiv die globale Beleuchtung deaktiviert. Ich empfehle für GPUs der Kategorie RTX 2070 oder höher, GI von allen Lichtern zu verwenden. Für GPUs darunter solltet ihr nur GI von polygonalen Lichtern verwenden. In meinen Tests konnte eine RTX 2060 bei aktiviertem DLSS-Balance-Modus mit einem 1080p-Output Bildraten von mehr als 60 Bildern pro Sekunde erzielen, wenn man die Einstellungen entsprechend reduzierte. Es ist nicht das volle Paket, aber es sieht immer noch großartig aus.

Insgesamt hat es mir wirklich Spaß gemacht, zu sehen, wie Sultim Tsyrendashiev Doom überarbeitet hat, um ein interessantes und beeindruckendes Raytracing-Erlebnis zu liefern. Ich hoffe, dass bald AMD-RDNA-2-Unterstützung hinzugefügt wird. Darüber hinaus hat Sultim bereits sein nächstes großes Projekt angekündigt: Eine RT-Version des ersten Half-Life, über die ich unbedingt berichten möchte, sobald sie veröffentlicht wird.

Im englischen Original von Alex Battaglia, Video Producer, Digital Foundry