Spielegrafik im Wandel: Die Shader-Revolution mit High Dynamic Rendering, Ambient Occlousion und Global Illumination (Teil 2)

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Der zweite Teil unserer Serie Spielegrafik im Wande ist hauptsächlich den Möglichkeiten gleitkommagenauer Rechenwerke und Pufferspeicher gewidmet. Außerdem werfen wir einen Blick auf die Bedeutung von Schatten. Außerdem geht es um realistische Beleuchtung, das "Problem realistischer Grafik" und wir geben einen Ausblick, was für Programmierer und Grafiker noch zu tun ist.

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Ich weiss noch sehr gut, wie ich damals an einer Lan bei Freunden erstmals Oblivion anschmiss und mir darauf die X1900XTX für abartige 1'300.- CHF holte anstelle des Taktwunders X800 GTO - ausschliesslich wegen SM3.0 :D

Oblivion war damals aber auch ein echter Augenöffner; nur schon, wenn man aus der Kanalisation trat. Plus Far Cry, das wir unendliche viele Male auf LAN gespielt haben und wo wir uns kaum an der Grafik sattsehen konnten.

Leider merkt man dabei auch, dass die Grafiksprünge heute nicht mehr annähernd so zu begeistern vermögen und man nicht mehr dieselbe Faszination empfindet... früher war halt doch einiges besser... :(.
 
Was mich an der heutigen Computergrafik stört sind, die für mich essentielle Dinge, Polygonanzahl und Texturschärfe. Wie auch im Artikel geschrieben ist diese Beleuchtungssache eher nur subtil, kostet aber ein viertel der FPS. Aber kostet hohe Polygonanzahl und scharfe Texturen nicht relativ wenig, kann man das nicht einfach mal stark erhöhen? Und nicht Bäume und Häuser sollen detaillierter sein, wie stören viel mehr der Boden und Felsen. Schärfere Texturen sollten doch noch mehr Speicher brauchen oder nicht?
 
Schöner Artikel.

So richtig nach vorn gehen wird's wohl erst mit dem Erscheinen der neuen Konsolen, bis dahin werden wir wohl mit aufgebohrter Grafik leben müssen, die zwar technisch auf der Höhe der Zeit ist, aber eben auch (mit schwächeren Texturen und Effekten) auf Xbox360 und PS3 laufen muß. Deshalb läßt sich für einen Halb-laien wie mich auch schwer einschätzen, was für ein Potential aktuelle Techniken aktueller Grafikkarten wie Tesselation oder ComputeShader tatsächlich haben.

Schade daß z.B. Blizzard StarCraft 2: HotS nicht als eigenständig lauffähiges Programm mit stark aufgeborter Grafikengine auf den Markt gebracht hat, grade bei PC-exklusiven Strategiespielen könnte ich mir gut vorstellen, daß mit Effekten wie Tesselation etwa beim Reinzoomen eine bisher noch nicht gesehene Detail-Fülle zu bewerkstelligen wäre.

@Voigt: In letzter Zeit erkennt man bei recht vielen Spielen die deutlich höhere Texturauflösung gegenüber den Konsolen. Mit der Polygonzahl dagegen ist das so eine Sache... dieselbe muß ja auch von den Konsolen verkraftet werden (eventuell mit einem deutlich agressiveren LOD). Auf dem PC kommt da zwar immer häufiger Tesselation zum Einsatz, aber das Resultat ist meistens nicht besonders beeindruckend und bei der zuweilen sehr eckigen Levelarchitektur kommt sie nicht zum Einsatz, deshalb wirken eine handvoll hochdetaillierte Modelle in einer detailarmen Umgebung immer etwas befremdlich auf mich.

Immerhin wird für uns PC'ler mittlerweile relativ viel Aufwand betrieben, um uns die Spiele schmackhafter zu machen, aber selbst ein (sehr ordentlich aussehnendes)Crysis 3 ist in den technischen Möglichkeiten eben sehr beschränkt. Das wahre Potential unserer Hardware kennen wir also im Prinzip gar nicht. Die paar Benchmarks die es gibt werden von kleinen Teams und sicher ohne mehrstelliges Millionenbuget zusammengestrikt, sind also ebenfalls kaum als grafischer "Benchmark" (dt. Richtwert) zu werten. Nur in den Tech-Demos einiger Hersteller kann man das Potential erahnen (Luminous, UE4).

Selbst kurz nach dem Erscheinen der Konsolen wird es wohl noch keine großartigen Sprünge in Sachen Grafik machen, da wohl noch Ports für die alten Konsolen geben wird (siehe z.B. Watch Dogs). Das gab es auch schon beim Umstieg von Xbox1/PS2 auf Xbox360/PS3. Daher rechne ich erstmal mit Grafik auf Höhe aktueller PC-Spiele. Also alte aber aufgemotzte Technik. Der eine oder andere Exklusiv-Titel wird vielleicht schon einen Großteil des Potentials ausnutzen können. Erst zur zweiten Generation etwa ein Jahr nach Erscheinen rechne ich mit deutlich hochwertiger Grafik...

Trotzdem: in letzter Zeit bin ich eigentlich recht zufrieden mit der Grafik aktueller Spiele, liegt aber wie oben angedeutet hauptsächlich an Kniffen der Entwickler und an ein paar extra Grafik-Schmankerln... um das mal zu verdeutlichen nehm ich mal Tomb Raider, ist ein perfektes Beispiel:

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Man beachte die Liebe zum Detail, mit dem der Baumstamm auf den sich Lara stützt ausgearbeitet ist... Ich will gar nicht wissen, wie viele Stunden da ein Grafiker dran rummodelliert hat. So was wird dem Spieler direkt ins Blickfeld gerückt, die Bildausschnitte so gewählt, daß der Eindruck entsteht, daß ganze Spiel wäre so detailliert. Man beachte dagegen die furchtbar detailarmen Hintergründe im zweiten Bild. Hoffentlich seid ihr alle von Laras wehender Haarpracht abgelenkt (find ich übrigens einen klasse Effekt, vor allem in Nahaufnahmen wenn eine steife Brise die einzelnen Strähnen fliegen läßt).

Zum Glück sind die Spielabschnitte, bei denen die Kniffe so negativ auffallen relativ selten... Viel öfter bleibe ich beim Spielen stehen, um mal wieder einen extrem detaillierten, liebevoll designten Abschnitt zu bewundern. Aber es könnte eben tatsächlich komplett diese Detailfülle besitzen (bzw. noch deutlich mehr), wenn es nicht aus Rücksicht auf die aktuelle Konsolengeneration entwickelt werden müßte... Der Entwicklungsaufwand stiege dabei allerdings auch ziemlich ordentlich.

Und ja, auch Crysis 3 arbeitet mit solchen Kniffen... Lauft mal durch die Level und achtet drauf, bzw. schaut, was euch die Zwischensequenzen direkt vor die Nase setzen, bzw. versuchen im Hintergrund verschwinden zu lassen... ;)
 
Zuletzt bearbeitet:
Durch die neuen Konsolen wird hoffentlich die Texturauflösung erhöht.
Die Lichteffekte sind seit SM3.x bereits sehr gut, auch HDR-Rendering hat viel zur Qualität beigetragen.
Ich hoffe auf effizientere Tesselation und Ambient Occlusion Implementierung. Dafür gibt es doch die Grafikkarten mit 2GB GRAM und mehr :daumen:
 
Schöner Artikel :daumen:

Damit sollten sich jetzt alle auf Dx11 konzentrien können für neuere Spiele.
Also los macht den Konsolen-rotz (PS4 | X720) endlich verfügbar. :ugly:
 
Was mich an der heutigen Computergrafik stört sind, die für mich essentielle Dinge, Polygonanzahl und Texturschärfe. Wie auch im Artikel geschrieben ist diese Beleuchtungssache eher nur subtil, kostet aber ein viertel der FPS. Aber kostet hohe Polygonanzahl und scharfe Texturen nicht relativ wenig, kann man das nicht einfach mal stark erhöhen? Und nicht Bäume und Häuser sollen detaillierter sein, wie stören viel mehr der Boden und Felsen. Schärfere Texturen sollten doch noch mehr Speicher brauchen oder nicht?
Naja, große Texturen brauchen in der Menge einfach deutlich mehr Speicher. Vor allem hast du das Problem, dass Texturen eben zweidimensional sind und bei verdopplung der Texturgröße eben gleich mal das Vierfache an Speicher einnehmen. Somit ist der Speicher selbst bei kleinen Verbesserungen im Texturbereich einfach verdammt schnell voll, wenn eben schnell hunderte von Texturen in den Speicher kommen, auch wenn eine Textur nur 3 MiB Speicher schluckt. Auch zahlreiche Textureffekte wie Environment Mapping oder Shadow Mapping sind dabei noch nicht berücksichtigt.
Zudem kommt hinzu, dass GPUs heute immer breiter aufgestellt sind und auch Speicher für Dinge wie allgemeine Berechnungen (Physik, Shader-Berechnungen, etc.) in der Hinterhand frei bleiben muss, um einen reibungslosen Betrieb zu ermöglichen.
Was den Geometriegrad betrifft - das ist ja mittlerweile mit Tesellation ziemlich gut gelöst. Da wird nur das hoch aufgelöst, was man auch als solches erkennen kann - zumindest im Idealfall.
Was mich allerdings wundert: warum nutzen Spielehersteller so wenige prozedurale Texturen? Die brauchen kaum Speicher und "zufällige Muster" wie Holzmaserungen oder Gesteinsoberflächen lassen sich damit pixelgenau und speicherschonend darstellen. Es muss doch nicht immer eine Texturtapete sein?
gRU?; cAPS
 
Sofern 8 GB Vram oder 12 drinne sind, sehe ich da keine probleme. Weniger sollte es aber auf gar keinen fall sein, weill Texture mods werden darfür sorgen das es so ist. Denn weniger wäre nicht gut.....
 
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