Spielegrafik: "Der Markt ist reif für DirectX 11"
Während Spieldesigner über Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft der Spielkultur diskutieren, zeigen Programmierer ihren Kollegen auf der Game Developers Conference in San Francisco alljährlich ihre neuesten Tricks und Erkenntnisse. Soft- und Hardwarefirmen unterstützen sie dabei gern, denn sie freuen sich über neue Kunden, die mit ihren Programmen und für ihre Hardware entwickeln. Wichtiges Thema ist in diesem Jahr DirectX 11.
Windows 7 setzt, entsprechende Hardware vorausgesetzt, auf DirectX 11. Mit Epics Unreal Engine 3 unterstützt eine der größten Grafikengines die neuen Grafiktechniken und auch bereits erschienene Titel setzen auf DX11. So etwa Civilization 5 von Firaxis und Dragon Age 2 von Bioware.
Firaxis-Chefprogrammierer Daniel Baker entwickelte mit seinen Kollegen für das Strategiespiel eine komplette DX11-Plattform. "Weil Civilization 5 ein so großes Spiel ist, dessen Handlung 6.000 Jahre umspannt, kann der Spieler jede Menge Objekte auf der Karte platzieren" , erklärte er auf der Game Developers Conference. Die Lore-Engine ist abwärtskompatibel zu DX9, setzt aber auf die Verringerung des Rechen-Overheads durch den Einsatz proprietärer Shader-Routinen. Damit laufen die Grafikberechnungen 20-mal schneller als in Civilization Revolution.
Außerdem übergibt die Grafikengine die zu rendernden Daten paketweise an den Renderer – das spart die Übergabe von Variablen und erleichtert die Parallelisierung der Berechnung. Für die Berechnung des Terrains setzen Baker und seine Kollegen auf prozedurale Kartengenerierung und globale Tessellation, die die Darstellung um 10 bis 40 Prozent schneller macht. Weitere DX11-Routinen komprimieren 2,5-GByte-Texturdaten in handliche 150 MByte, die dann in der GPU dekomprimiert werden. Das Ergebnis: Selbst bei tausenden von Einheiten auf dem Bildschirm hat die CPU noch Luft für andere Spielberechnungen. "In Civilization 4 ging das Spiel schon bei deutlich weniger Einheiten in die Knie" , sagte Daniel Baker.
Dragon Age 2 und DirectX 11: mehr Licht!
Auch Bioware setzt im nächsten Teil der Rollenspielserie Dragon Age auf DirectX 11 und will damit beeindruckende Zaubereffekte und verwunschene Landschaften auf den Bildschirm bannen. Am liebsten hätte Biowares Chefgrafikprogrammierer Andreas Papathanasis für Dragon Age 2 komplett auf DirectX 11 gesetzt: Bessere Shader-Modelle sowie Tessellation und Multi-Threading sprechen für die neuen Grafikroutinen.
Doch gerade der letzte Punkt hätte die Entwicklung einer komplett neuen Engine erfordert. Für einen Nachfolger, der mit etlichen bereits vorhandenen Komponenten des Vorgängers arbeiten und recht zügig auf den Markt kommen soll, kein ideales Unterfangen – "auch, wenn sich unsere Programmierer damit auf die nächste GPU-Generation vorbereiten können" , sagte Papathanasis in San Francisco. Also setzten die Kanadier stattdessen nur auf den verstärkten Shader-Einsatz. Schließlich gibt es in Dragon Age 2 jede Menge Zaubersprüche – "die können wir mit hunderten von Lichtquellen mit minimalem Aufwand verschönern."
Durch Tessellation-Routinen wirkt die Spielwelt noch realistischer und detailreicher, ohne dass die CPU zusätzlich belastet wird – jedenfalls bis zu einem gewissen Punkt: "Zu viel Tessellation bringt die Leistung in den Keller" , erklärt Andreas Papathanasis. "Daher tessellieren wir jetzt nur Objekte in Kameranähe beziehungsweise solche, die auch tatsächlich sichtbar sind." Ein selbstgeschriebener Multi-Pass-Solver erzielt deutlich bessere Tiefenschärfeneffekte als eine DirectX-9-Lösung – und ist dabei fast genauso schnell. Contact hardening shadows machen Schatten weicher, wenn sie weiter entfernt sind.
Papathanasis' Fazit: "Sowohl API als auch der Markt sind reif für DX11. Es gibt viele Algorithmen, die man in bestehende Engines integrieren kann, die Anfangsinvestitionen sind schnell wieder eingespielt und die Hardwarehersteller helfen gerne bei etwaigen Problemen." Sollten sie auch – schließlich verkauft schönere Grafik auch bessere Grafikkarten. [von Roland Austinat]