Die Technik in Upvoid Miner

Die Alpha-Techdemo setzt ein 64-Bit-Betriebssystem voraus, da die Upvoid Engine im momentanen Zustand stark von viel Arbeitsspeicher profitiert. Da die Technologie für kommende Spiele gedacht ist, stellt dies jedoch kein Problem dar, viele 2014 erscheinende Titel setzen ein 64-Bit-Betriebssystem voraus, beispielsweise Titanfall. Erst mit 16 GByte Arbeitsspeicher lief der Upvoid Miner bei uns flüssig, eine Radeon R9 290X war so schnell wie unsere EVGA Geforce GTX 680 Classified - die sonst ähnlich flotte HD 7970 deutlich langsamer.

Das durch die Cubical Marching Squares prozedural erzeugte Terrain wird von der CPU stellenweise mit weniger (Dezimierungsschritt) oder mehr (Tessellation) Polygonen versehen, damit die Texturen nicht verzerrt oder gequetscht werden - ein Problem, das bei den ersten DirectX-11-Spielen oft zu sehen war. Künftig soll per OpenGL 4.0 die von DirectX 11 bekannte Hardware-Tessellation die zusätzlichen Polygone erzeugen. Die Texturen werden ebenso wie die Bäume noch nicht prozedural generiert, da gerade Wälder realistischer wirken, wenn sie aus Polygonen modelliert sind.

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Das Gras wird mittels Geometry Instancing berechnet. (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)

In früheren Versionen der Upvoid-Engine entstand das Gras per Geometry Shader, aus Geschwindigkeitsgründen hat sich Upvoid für den Miner aber für Geometry Instancing entschieden. Hierbei wird ein Objekt nur einmal berechnet und dann beliebig oft kopiert. Ein Drawcall, ein aus vom Prozessor gesammelten Befehlen entstehender Render-Aufruf an die Grafikkarte, dauert länger, als die GPU mit Instanzen arbeiten zu lassen.

Head Mounted Displays und Klimazonen

Die Beleuchtung verzichtet auf einen Deferred Renderer, stattdessen verwendet Upvoid einen klassischen Forward-Ansatz mit einem Z-Pre-Pass. Mit der Deferred-Methode sind viele dynamische Lichtquellen leicht zu berechnen, sie weist jedoch diverse Nachteile wie eine hohe Datentransferratennutzung und je nach Schnittstelle eine Inkompatibilität zu Multisample-Kantenglättung auf.

Mit dem neuen Forward-Renderer, der sich gerade in Entwicklung befindet, kann das Aachener Studio daher MSAA in die Engine integrieren. Der Upvoid Miner nutzt nur FXAA, für die geplante Unterstützung von Head Mounted Displays wie Oculus Rift reicht dies nicht aus, um die Kantenbildung effektiv zu verringern. Treppeneffekte verringern die Immersion, nicht umsonst empfiehlt Oculus gar Supersample-Kantenglättung.

Die Grafikkarte hat durch die weichen, hochauflösenden Schatten (Exponential Shadow Maps) und die Umgebungslichtverdeckung (Scalable Ambient Obscurance, halbe Renderauflösung) - vereinfacht ausgedrückt zusätzliche Schatten in Ecken und an Kanten - viel zu tun.

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Die Beleuchtung beherrscht Blend- und Linseneffekte. (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)

Auch den Prozessor lastet die Upvoid Engine gut aus: Das Rendering, die Bullet-Physik, das Scripting, die Objekt-Logik und die Generierung der Welt laufen als parallele Threads, die prozedurale Synthese beschäftigt viele Prozessorkerne. Ein neues Threading-System soll die Weltgenerierung beschleunigen.

Wichtig ist eine interessante Gestaltung der Umgebung, da sich diese momentan noch sehr stark wiederholt. Angedacht ist ein System, das unterschiedliche Landschaften und Klimazonen prozedural erschafft.