Metro Exodus basiert auf der bekannten Metro-Reihe des Autors Dmitri Alexejewitsch Gluchowski und führt die Geschichte Artyoms und des Romans Metro 2035 fort. Das Spiel greift die Handlung zu Beginn des Romans auf, überspringt dann das eigentliche Buch jedoch weiträumig und führt die Erzählung nach dessen Ende fort. Zu Beginn des Spiels verlassen Sie die Moskauer Metro und begeben sich mit einer alten Dampflok auf die lange, abwechslungsreiche Reise über die transsibirische Eisenbahn bis ans Ende der schier unendlichen Weiten Sibiriens. Auf dem Weg erkunden Sie weiträumige Karten, deren Umgebungen sich während der Reise quer über den Kontinent stark unterscheiden. Da sich am Gameplay selbst nichts verändert hat, verweisen wir an dieser Stelle auf unseren Technik-Test des Originals sowie auf den Artikel unserer Kollegen der PC Games.
Die Enhanced Edition von Metro Exodus ist nicht einfach nur ein Patch, sondern kann als komplett neue Version angesehen werden. Die Entwickler haben die Grafik so stark überarbeitet, dass eine Raytracing-fähige Grafikkarte die Mindestvoraussetzung darstellt - genauer gesagt wird die Unterstützung von DirectX 12 Ultimate (DX12U) vorausgesetzt, was derzeit auf AMDs RX-6000-Reihe sowie die Geforce-Serien RTX 20 und RTX 30 zutrifft. Die Enhanced Edition von Metro Exodus ist für alle Besitzer des Hauptspiels kostenlos - völlig gleich, bei welchem Anbieter (GoG, Steam, Epic, Microsoft) Sie das Spiel erworben haben. 
Das sind die neuen Systemanforderungen. Es wurden nur Grafikkarten mit Raytracing-Kompatibilität unterstützt. Quelle: Deep Silver, 4A Games
Metro Exodus Enhanced Edition: Was ist neu?
Das Update nimmt sich "nur" der Grafik an, bohrt diese aber gehörig und in den Grundfesten auf. Tatsächlich haben die Entwickler für die Enhanced Edition das gesamte Lighting überarbeitet. Zwar ließ sich auch schon in der Urversion von Metro Exodus optional Raytracing nutzen, um die von Sonne und Mond geworfene Globale Beleuchtung mittels Strahlverfolgung zu veredeln, doch mussten natürlich auch all jene Rechner und Spieler bedacht werden, welche die edle Strahlverfolgung mangels unterstützender Hardware nicht zuschalten konnten. Aus diesem Grund wurde die grundsätzliche Beleuchtung in Metro Exodus von den Entwicklern und Level-Designern nach konventioneller Methode gestrickt, das heißt: Viele "künstliche" Lichtquellen wurden in den Leveln platziert, um die per Rastergrafik dargestellte Beleuchtung natürlicher und dramatischer wirken zu lassen. Viele weitere Lichtquellen, wie etwa Lampen, grün glühende Pilze, Feuerschein und Licht emittierende Texturen wurden darüber hinaus nur sehr begrenzt in die Beleuchtungsberechnung eingebunden, werfen im Original keine Schatten und wurden in der Urversion von Metro Exodus noch nicht einmal in die Globale Beleuchtung eingebunden - dies geschah erst mit dem DLC "The Two Colonels". Doch auch die beiden DLCs, für welche die Raytracing-GI bereits erweitert wurde, nutzten in der Originalfassung noch unzählige, von den Designern zwecks stimmiger Ausleuchtung händisch platzierte Fake-Lights, die in praktisch allen aktuellen Spielen zum Einsatz kommen und obendrein im Grunde nötig sind, um die (zu) simple Raster-Beleuchtung effektiv zu unterstützen.
Metro EE - Grafikoptionen
Genau diese "künstlich" platzierten Lichter und die bislang nötige Unterstützung für nicht Raytracing-fähige Hardware geht die Enhanced Edition von Metro Exodus nun an. Und genau aus diesem Grund wird für die Enhanced Edition auch eine Raytracing-fähige Grafikkarte vorausgesetzt: Die Enhanced Edition verzichtet auf diese händisch platzierten Lichtquellen und nutzt stattdessen die stark aufgewertete Globale Beleuchtung, um die Level physikalisch korrekt durch die Sonne und tatsächlich in der Szene sichtbare Lichtquellen auszuleuchten und zu verschatten. Dies resultiert in einem deutlich glaubhafteren Gesamtbild weist obendrein den Weg in eine mögliche Zukunft: Bis wirklich sämtliche Spiele Raytracing-fähige Hardware voraussetzen können, wird wohl noch etwas Zeit vergehen, doch wirkt ein solcher, auf physikalischen Umständen basierender Beleuchtungsansatz für die kommenden Jahre realistisch - deutlich eher jedenfalls als komplett per Raytracing dargestellte Pathtracing-Grafik wie etwa in Quake 2 RTX oder Minecraft RTX.
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Die technisch wie optisch sehr ansprechende Raytracing-Beleuchtung in Metro Exodus Enhanced hält indes noch einige weitere Verbesserungen parat: Die im Original nur von der Sonne, dem Mond beziehungsweise dem Sky-Light geworfene Globale Beleuchtung nutzte nur einen Bounce, die Strahlen wurden also nur bis zum ersten Abpraller nach dem Auftreffen auf einer Oberfläche verfolgt. In der Enhanced Edition können diese Rays so lange verfolgt werden, bis sie durch das Auftreffen auf verschiedenen Materialien vollständig absorbiert sind - was zumindest in der Theorie bei perfekt spiegelnden Oberflächen eine unendliche Anzahl Bounces bedeuten könnte. In der Praxis sind selbstverständlich kaum Materialien zu erwarten, die das Licht beziehungsweise die Rays vollständig spiegeln, ja ein solches Material und erst recht eine komplette Szene aus einem solchen, ist im Grunde nahezu unmöglich, doch werden die Strahlen nun nach dem Abprallen weiter verfolgt. Je reflektierender die Materialien ausfallen, auf die ein Ray auftrifft, desto mehr Bounces kann dieser absolvieren, bevor das Licht beziehungsweise die Energie absorbiert ist. Diese Bounces geschehen über die Zeit, die für die zusätzlichen Bounces nötigen Berechnungen werden also akkumuliert beziehungsweise aufiteriert, um die Performance-Kosten nicht explodieren zu lassen. Diese zeitliche Versetzung bei der Raytracing-Darstellung ist auch sichtbar, beispielsweise wenn Sie einen neuen Raum betreten, in den von Außen Sonnenlicht dringt. Da dieser Effekt über die Zeit geschieht beziehungsweise mehrere Frames benötigt, um voll dargestellt zu werden, ist dieser Effekt umso sichtbarer, je mehr Bounces das Licht zurücklegen muss und je niedriger die anliegende Framerate ist - wie bei praktisch allen temporalen Effekten und Berechnungen gilt also auch hier: Die Framerate beeinflusst die Bildqualität! Die Entwickler können die Auflösung für die Raytracing-Beleuchtung obendrein intern dynamisch reduzieren, um gegenüber der nativen Renderauflösung Rechenzeit und Strahlenlast zu reduzieren und dennoch ein sauberes Ergebnis erhalten.
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Die Raytracing-Beleuchtung kann neben der Sonne bzw. Mond oder genauer dem Skylight allerdings nun auch mit weiteren Lichtquellen interagieren. Diese Verbesserung wurde schon im ersten DLC "The Two Colonels" angestoßen, ist nun für die Enhanced Edition allerdings offenbar nochmals überarbeitet worden beziehungsweise kann auf komplexere Art und Weise mit der nun erweiterten Raytracing-Beleuchtung interagieren. Diese kann nun nicht mehr nur eine einzelne Lichtquelle verarbeiten, sondern zusätzlich zum Skylight und Licht emittierenden Texturen und/oder Geometrie bis zu 256 weitere. Jene Lichtquellen sind allerdings in ihrer Berechnung stark abgespeckt, um Leistung zu sparen, obendrein kommt ein zusätzliches LoD zum Einsatz, welches die zu inkludierenden Lichtquellen und damit die Stahlenlast minimiert - alle möglichen 256 Lichtquellen plus jene der Sonne werden demnach eher nicht oder nur extrem selten zugleich zu sehen sein.
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Des Weiteren sind die Berechnungen selbst für diese Lichtquellen drastisch abgespeckt, da diese eher diffus und "nebelig" ausfallen, wird laut Entwickler eine deutlich weniger genaue Raytracing-Darstellung benötigt. So sparen die Entwickler etwa bei den Materialien, die mit diesen Lichtquellen interagieren, laden um Speicher und Bandbreite zu sparen nicht einmal deren Texturen, sondern nutzen eine stark simplifizierte, uniform gefärbte Version des Materials. Bei diesen Materialien kommt obendrein das vereinfachte N-dot-L-Beleuchtungsmodell zum Einsatz. Obendrein lassen die Entwickler anklingen, dass von diesen Lichtquellen betroffene Rays zufällig gestreut werden, also nicht die korrekte Reflexion der Strahlen berechnet wird, da eine solch hohe Genauigkeit beziehungsweise physikalische Treue für eine hohe optische Kohärenz dieser Lichtquellen nicht vonnöten ist. Im Gegensatz zu dem Skylight, bei dem die Rays theoretisch unendlich viele Bounces absolvieren können, ist zudem die Reichweite der Strahlen begrenzt, die Entwickler nutzen für die Begrenzung der Strahlenreichweite einen einfachen invertierten Square-Falloff-Filter.
Durch die deutlich aufgewertete und nun praktisch sämtliche Lichtquellen inkludierende Raytracing-Beleuchtung entstehen diffuse Schatten, die zuvor mittels der Umgebungsverdeckung dargestellt werden mussten. In der Enhanced Edition kann auf diese Form von Annäherung verzichtet werden, da die Okklusion bereits durch die Strahlverfolgung abgedeckt ist.
Neu sind außerdem die Raytracing-Reflexionen. Diese werden in Metro Exodus für sehr glatte Materialien wie Wasseroberflächen genutzt. Für diese Art Spiegelungen, die einen sehr hohen Detailgrad und viele Feinheiten abbilden müssen, wird ein zusätzlicher, besonders hochauflösender Satz Rays benötigt. Für die Raytraced Reflections können also nicht die gleichen, bereits für die Beleuchtung verschossenen Rays genutzt werden, stattdessen werden für jeden Pixel auf diesen Oberflächen zusätzliche Rays ausgesandt. Um ein realistisches Verhalten des Lichts zu simulieren, nutzen die Entwickler die invertierte Normal-Map dieser Oberflächen als Ausgangsbasis, um die Richtung der verschossenen Rays nach deren Aufprallen zu determinieren und so einen realitätsgetreuen Farbwert für den jeweiligen Pixel zu ermitteln.
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Die Raytracing-Reflexionen unterstützen obendrein auch auf allen anderen glänzenden, aber weniger glatten Oberflächen die schon zuvor im Spiel genutzten Screen-Space-Reflections und werden dort ergänzt, wo die Screen-Space-Reflections aufgrund ihrer technischen Einschränkungen aussetzten: Für Elemente außerhalb des Screen-Spaces kommt also Raytracing zum Einsatz, für jene, die auch per Screen-Space abgebildet werden können, kommen weiterhin Screen-Space-Reflections zum Einsatz. Die Anzahl Strahlen für weniger glatte Oberflächen muss nicht die gleichen Feinheiten einer sehr stark spiegelnden Oberfläche abbilden können, daher kommt zum aktuellen Zeitpunkt für diese Flächen der gleiche, gegenüber der nativen Auflösung reduzierte Ray-Count wie bei der Beleuchtung zum Einsatz, allerdings mit einem erweiterten PBR-Material-Modell, anstatt jenem, dass für die Globale Beleuchtung genutzt wird. So können im Spiel sämtliche und auch nur schwach glänzende Oberfläche mit realistischen Spiegelungen bedacht werden.
Image Based Lighting ist eine auf Cube-Maps basierende, sehr simple und abstrakte Globale Beleuchtung, die in vielen und insbesondere älteren Spielen genutzt wird, beispielsweise Rise of the Tomb Raider. Hier wirft Laras rote Jacke einen leichten roten Schein auf den weißen Schnee. Quelle: PC Games Hardware Interessant ist die Schilderung der Entwickler, dass sie neben den Fake-Lichtquellen auch auf die Cube-Maps verzichten konnten, welche im Original neben Spiegelungen (z. B. zur Ergänzung von SSRs oder um einen Glanz auf bestimmten, spiegelnden Materialien zu simulieren) und auch für Image Based Lighting genutzt werden können. Letzteres kann man sich im Grunde wie eine leuchtende Cube-Map vorstellen, welche zuvor angelegt wurde, um die Umgebung abzubilden und durch die nun Licht auf die Szene fällt. Der beschriebene Ansatz ist eine sehr simple und sehr ungenaue, abstrakte Form einer Globaler Beleuchtung, die in vielen Spielen zumeist vergangener Tage eingesetzt wird beziehungsweise wurde - wie etwa im Beispiel bei Rise of the Tomb Raider. Weder Cube-Maps für Spiegelungen noch ein Image Based Lighting werden für Metro Exodus Enhanced noch benötigt, sämtliche Cube-Maps konnten also entfernt werden.
Falls Sie weitere Details zum Raytracing in der Metro Exodus Enhanced Edition erfahren möchten: 4A Games hat eine umfangreiche technische Dokumentation veröffentlicht.
Unterschied der Raytracing-Stufen
Sie können die Raytracing-Qualität in Metro Exodus Enhanced Edition in drei Stufen anpassen: Normal, Hoch und Ultra. In der Theorie sind die Unterschiede zwischen den Modi gravierend: Auf Normal werden die Raytracing-Effekte mit einem Viertel der eingestellten Auflösung berechnet, auf Hoch mit halbierter Auflösung und erst mit Ultra in der tatsächlich eingestellten Auflösung. Derartige Kniffe sind nur dank ausgefeilter Denoising-Algorithmen möglich, welche die Lücken effektiv mit Farbinformationen füllen. Welchen Einfluss das auf die Bildqualität und die Performance hat, haben wir exemplarisch geprüft.
Vergleich Raytracing-Qualität 1
Vergleich Raytracing-Qualität 2
Die Bildrate können Sie in den Bildern ablesen; nutzen Sie dafür bitte den Full-HD-Vergleich. In Außenarealen ist der Einfluss gering bis gar nicht sichtbar, auch bei der Leistung tut sich wenig. Die Beleuchtung im Innenraum hat hingegen größere Auswirkungen und kostet in unserem Beispiel schlimmstenfalls 25 Prozent der Fps. Das Verhältnis aus Mehraufwand und Qualitätsgewinn fällt somit in vielen Fällen nicht gut für die Modi Hoch und Ultra aus. Das spricht für den Denoiser, doch hin und wieder sind die Nebenwirkungen eben doch sichtbar. Die Symptome sind immer gleich: Selbst wenn sich nichts im Bild bewegt, so wabert eine Oberfläche unruhig - fast so, als wären kleine Wölkchen darauf. Dies tritt in der Regel bei hochkontrastigen Inhalten auf, etwa bei einem dunklen Raum, in dem eine helle Lampe Licht mehr oder minder direkt an die Umgebung emittiert. Die "Schattenwolken" sind bei RT Normal größer als bei RT Ultra, was an besagtem Auflösungsunterschied liegt. Die folgenden Vergleichsbilder zeigen zwei Beispiele.
Raytracing Noise Comparison
Dass Innenräume beim Raytracing höhere Ansprüche stellen, lässt sich erklären: Hier werden die Strahlen, die von der Sonne auf den mehr oder minder ebenen Grund in einer Außenszene treffen, zu großen Teilen nach oben zurück Richtung Himmel und damit aus der Szene geworfen. In diesem Fall muss nur ein Bounce berechnet werden. In Innenräumen wird reflektiertes Licht dagegen häufiger gegen die Wände, an die Decke und von dort eventuell nochmals weitereflektiert, was eine erhöhte Komplexität bei der Strahlverfolgung logisch nachvollziehbar erscheinen lässt. 4A Games gibt an, dass "unendlich" viele Bounces berücksichtigt werden können. Diese kommen nie vor, eine Hand voll kann es aber schon mal sein. Zum Vergleich, das 2019er-Original lässt Licht bereits nach einem Bounce verenden.
Variable Rate Shading (VRS)
Einen weiteren Einfluss auf die Performance soll das DX12U-Feature Variable Rate Shading (VRS) haben. Entwickler müssen ihre Spiele speziell für VRS anpassen. Hinter dem Ansatz steht die Idee, nicht jedes Pixel mit der vollen Genauigkeit zu berechnen, sondern mehrere farblich sehr ähnliche Pixel zu einem Block zusammenzufassen, der leichter und schneller berechnet werden kann. Das reduziert in den von VRS behandelten Bereichen des Bildes die Genauigkeit der Berechnung, nicht aber die tatsächliche Bildschirmauflösung und kann so Rechenzeit einsparen. Metro Exodus EE bietet VRS in zwei Stufen an, 2x und 4x. Ein paar Beispiele:
VRS Vergleich 1
VRS Vergleich 3
Nutzen Sie auch hier bitte den Full-HD-Vergleich. Sie haben es womöglich schon an den Fps ablesen können, mit oder ohne VRS, in der Enhanced Edition von Metro Exodus tut sich wenig bis gar nichts, weder bei der grafischen Qualität, noch bei der Performance. Wir haben das Spiel mehrmals neu gestartet und verschiedene Kapitel sowie Level ausprobiert, ob farbenfroher Wald oder stickiger Kanal, das Ergebnis ist immer das gleiche. Das ist ein interessanter Kontrast zu anderen VRS-Implementierungen, etwa in Gears Tactics oder Resident Evil 8, wo die teils deutlichen Fps-Unterschiede sichtbar zulasten der Optik gehen.
![[PLUS] RTX 3090 und 6900 XT mit Wasserkühlung getunt](https://www.pcgameshardware.de/screenshots/1020x/2021/04/aufmacher_wakue-pcgh.jpg)
[PLUS] RTX 3090 und 6900 XT mit Wasserkühlung getunt
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