Der Compute-Vorteil mit neuen Ideen

Mit der Programmierung solcher Plattformen kennt sich der deutsche Entwickler gut aus: Lange vor Confetti schrieb Engel mit an der Engine des technisch sehr ambitionierten Söldner: Secret Wars und war danach eine halbe Dekade als führender Grafikprogrammierer bei Rockstar in San Diego angestellt. Er entwickelte dort die RAGE (Rockstar Advanced Game Engine) mit, diese wird in Spielen wie Midnight Club LA und Grand Theft Auto 4 eingesetzt. Vor der Gründung von Confetti half Engel noch mit, die RAGE fit für Direct3D 11 und somit bereit für die PC-Version von Max Payne 3 zu machen.

Direct3D ist ein Teil von DirectX, auch die Directcompute-Schnittstelle zählt zu Microsofts API-Sammlung. Wolfgang Engel hat seit 2006 den Status eines Most Valuable Professional (MVP) für das Thema DirectX, er ist Autor der Buchreihen ShaderX sowie GPU Pro - von Letzterem erscheint bald der fünfte Band -, zudem unterrichtet der Deutsche an der UCSD und hält Reden auf Konferenzen. Auf der Korea Games Conferenz 2013 beispielsweise führte Wolfgang Engel aus, welche Aspekte er an einer modernen Postprocessing-Lösung für wichtig erachtet.

Von RGB nach XYZ nach RGB

Statt eine Dynamikkompression für das komplette HDR-Bild durchzuführen und sich auf den RGB-Farbraum zu beschränken, plädiert der Grafikprogrammierer auf eine selektive Anpassung des Kontrastumfangs sowie die Nutzung des XYZ-Farbraums, im Deutschen besser als CIE-Normvalenzsystem bekannt. Letzteres beinhaltet nicht nur Chrominanz, sondern auch die Helligkeit (Luminanz) und deckt somit alle wahrnehmbaren Farben ab.

Die im Y-Kanal gespeicherten Helligkeitswerte verringern den Rechenaufwand, da nur dieser die Berechnung der Dynamikkompression durchlaufen muss. Weiterhin kann die Luminanz mit der Gamma-Korrektur pro Pixel verknüpft werden, wodurch beide Techniken miteinander statt gegeneinander arbeiten.

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Mit Tiefenunschärfe, auf Englisch Depth of Field, wirkt das Spiel realistischer ... (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)

All diese Expertise steckt in Pixel Puzzle: "Da wir alles in Compute implementiert haben, ist unsere Pipeline schneller als die meisten Postprocessing-Lösungen. Compute gibt uns ungefähr 30 Prozent kürzere Frametimes verglichen mit einer Implementierung mit dem Grafik-API", erklärt der Confetti-Chef. "Der Vorteil von Compute ist das Zusammenfassen von Render Targets, wodurch Speicherbandbreite gespart wird. Zudem hat man mit Compute direkten Zugriff auf den GSM-Cache [Anm. d. R.: ein Speicherbereich ab D3D10]. Damit können Algorithmen für diesen Cache angepasst und substanziell effizienter gestaltet werden."