Gesichtszüge sind deswegen extrem detailliert machbar weil diese statisch sind, sprich du speicherst ein mal ab welcher Punkt sich wohin wann zu bewegen hat wenn die Figur etwa lächeln soll und spielst das nur noch in der Engine ab - die erforderiche Rechenlast dafür ist vergleichsweise Null... das ist nur begrenzt davon wie viele Polygone, Texturen und Effekte die Grafikkarte gleichzeitigt flüssig auf die vorberechneten Bewegungsmuster legen kann.
Was die Schatten angeht: Diese dynamisch zu berechnen das es hinreichend genau ist ist weit weniger aufwendig als physikalisch korrekte Bewegung weils im Prinzip nur eine Strahlenberechnung (rein Vektorbasiert) ist. Aber auch hier ist das Prinzip dasselbe: Wenn man sehr sehr viele Lichtstrahlen von Lichtquellen berechnet (mindestens einen pro Pixel...) und diese korrekt an Objekten reflektiert/absorbiert/vermischt und somit die komplette Beleuchtung dynamisch korrekt berechnet wirds wieder extrem aufwendig - heute bekannt als "Raytracing".
Um das zu umgehen wird auch hier wieder stark vereinfacht und geschätzt. Das Problem ist dabei, dass man von schon ungenauen/geschätzten Werten wo sich Partikel XY des Stoffes zum Zeitpunkt Z befindet nochmal abschätzt wo welcher Schatten entstehen muss... man berechnet also ungenau aus bereits ungenauen Ausgangswerten - was natürlich noch sehr viel ungenauer wird... und genau das ist der Grund warum das deinem Hirn auffällt als unrealistisch weil es sich eben so viel von den Erfahrungen aus der Realität unterscheidet dass das Hirn erkennt "nicht normal". Zusätzlich ists für Menschen einfacher einzuschätzen ob ein Schatten korrekt ist als ein im Wind wedelndes Tuch, das hat aber andere Gründe.
Es gibt da sehr viele Forschungen und Methoden sowas realistischer hinzukriegen, in Engines und Spielen ist die Zielsetzung aber weniger "physikalisch korrekter werden" sondern eher "realistischer aussehen", sprich das Hirn nicht mehr erkennen lassen dass es ein Fake ist. Etwa bei Wasser wurde hier der Weg über komplexe Pixel-/Vertex-Shader gegangen statt (korrekter) einzelne Wasserpartikel zu berechnen - einfach weil das Hirn der (meisten) Menschen das als realistisch empfindet und es Welten weniger Rechenleistung erfordert als die Partikelberechnung (dies übrigens auch gibt).
Wann sich das wirklich ausreichend realistisch durchsetzt kann man kaum abschätzen da sowohl Hardware als auch Software und vielleicht sogar die Methodiken selbst noch stark verbessert werden müssen. Ich würde mal ganz grob 2020-2030 anpeilen für gute wirklich realistische Spielegrafik (was aber wiederum bei jedem individuell anders gesehen wird, manche halten schon FarCry für realistisch, andere schätzen dass es vor 2100 nix wird mit "sieht aus wie draußen").
). 
