Mittendrin statt nur dabei

Virtual Reality, 3D-Scanner und neue Rendering-Tricks der Spielentwickler

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Die Game Developers Conference in Köln stand ganz im Zeichen des Umbruchs. Oculus demonstrierte erstmals in Europa seine Virtual-Reality-Brille, die Konsolengeneration steht vor der Tür und 3D-Grafik wird noch lebendiger: Sei es durch ausgeklügeltes Motion Capturing, Megatexturen, aufwendige Beleuchtung oder filmreife Kameraarbeit.

D ie Rift-Brille von Oculus legt in der Spiele-Branche einen Start hin wie eine Rakete. Auf der Game Developer Conference zündete das Start-up nun die zweite Stufe und eröffnete eine Online-Plattform für Virtual-Reality-Software. Entwickler können ihre Demos und Programme für die Rift auf der Webseite „Oculus Share” einstellen, wo sie Anwender herunterladen und bewerten können. Erlaubt sei alles, was keine Viren oder Pornografie enthalte. Ansonsten wolle man den Entwicklern keine inhaltlichen Vorgaben machen, erklärte Oculus-Gründer Palmer Luckey. Nach der Art von Mark Zuckerberg präsentierte er sich barfuß bei seinem Vortrag über Virtual Reality vor mehreren hundert Entwicklern. Er und sein Kollege Nate Mitchell beschworen den Pioniergeist der Programmierer und gaben Tipps, wie man Spiele in der virtuellen Realität umsetzen sollte. Besonderes Augenmerk erfordere das Nutzer-Interface. Damit Spielern nicht übel wird, sollten Kopfbewegungen stets natürlich bleiben und nicht manipuliert werden. Außerdem müssten die Spiele hohe Frameraten und kurze Latenzen sicherstellen. „Besser, das Spiel sieht aus wie Minecraft und läuft schnell, als fotorealistisch und langsam.“

Derzeit testet Oculus verschiedene Display-Optionen für die Verkaufsversion der Rift, die Ende 2014 erscheinen soll. Man sucht einen Kompromiss aus Auflösung, Blickwinkel, Latenz, Gewicht und Preis. Ein erster Prototyp mit Full-HD-Auflösung zeigte bereits einen wesentlich geringeren „Fliegengitter-Effekt“ als die aktuellen Entwickler-Kits. Allerdings war der Blickwinkel etwas schmaler. Oculus will ihn jedoch mit Hilfe neuer optischer Linsen bis zur Veröffentlichung verbreitern. Entwickler werden sich vorerst weiterhin mit der 720p-Version begnügen müssen. Ein neues Developer-Kit mit Full-HD-Display soll erst kurz vor der Verkaufsversion erscheinen. Eventuell ist auch mit einer Erhöhung der Framerate zu rechnen. Luckey peilt den Bereich von 90 bis 120 Hz an, aktuelle Displays laufen mit 60 Hz. Bei der Optimierung und der Erweiterung des Rift-SDK soll der neue Technik-Chef John Carmack kräftig mithelfen. Etwa alle sechs Wochen soll ein Update für das SDK erscheinen. Nach der Unterstützung von Windows, Mac OS X und Linux ist demnächst Android an der Reihe.

Motion Capturing

Bald könnten Spieler dann Seite an Seite mit virtuellen Abbildern bekannter Schauspieler zocken. Entwickler David Cage demonstrierte anhand seines kommenden Spiels „Beyond – The Two Souls“ und der in Echtzeit auf der PS4 gerenderten Technikdemo „The Dark Sorcerer“, wie realistisch sich Schauspieler inzwischen einfangen lassen. Auf einer 360-Grad-Bühne wird ihr Minenspiel mit 60 Kameras erfasst und automatisch digitalisiert. Eine eigens entwickelte Videoschnitt-Software erlaube es, beliebige virtuelle Kameras einzufügen und die Szenen aus allen Perspektiven zu zeigen. Unschärfe- und Linsen-Effekte sowie subtile Bewegungen realer Kameraleute lassen die virtuellen Szenen lebendig wirken, wie man es aus dem Kino gewohnt ist. Auch die Entwickler von Tomb Raider (Crystal Dynamics) begreifen die Kamera als eines ihrer wichtigsten Stilmittel, um den Spieler emotional in das Geschehen hineinzuziehen. Sie setzen auf eine dynamische Kamera, die unterbrechungsfrei zwischen verschiedenen Distanzen und Winkeln wechselt und sich an Filmtechniken wie die 180-Grad-Regel hält, um Desorientierung beim Spieler zu vermeiden.

Mobiler 3D-Scanner

Die Capturing-Technik entwickelt sich derzeit rasant. So demonstrierte Kinect-Entwickler PrimeSense eine mobile Version seiner 3D-Kamera, die sich in Smartphones und Tablets integrieren lässt. So wurde auf der GDC ein Tablet zum mobilen 3D-Scanner, mit dem sich das Publikum in Echtzeit dreidimensional einfangen ließ. Basierend auf PrimeSenses Kamera Carmine 1.08 löst der mobile Tiefen-Scanner in VGA-Auflösung auf und erkennt Objekte in 0,8 bis 4 Metern Entfernung. Das System unterstützt OpenNI und erfreut sich bei Software-Entwicklern wachsender Beliebtheit. Die Schweizer Firma Facelift demonstrierte ein System, das mit Hilfe der PrimeSense-Kamera die Mimik der Besucher einfing und ihnen ermöglichte, in Echtzeit gerenderte 3D-Figuren in Maya zu steuern. Dazu mussten keinerlei Markierungen im Gesicht angebracht werden – einige kurze Abtastungen genügten, um die Gesichtspartien zu erkennen.

Video: Mobiler 3D-Sensor von PrimeSense

Grafikschlacht

Natürlich stand die diesjährige GDC auch im Zeichen der kommenden Wohnzimmerkonsolen Playstation 4 und Xbox One. Die neue Playstation soll ab 29. November in Europa erhältlich sein; in den USA will Sony das Gerät bereits ab dem 15. November verkaufen. Sony zufolge gebe es bereits rund eine Million Vorbestellungen. Zur Xbox One bleibt Microsoft noch immer einen Release-Termin schuldig, Gerüchten zufolge soll sie aber ebenfalls ab November über die Ladentheken gehen. Jeweils drei exklusive Spiele sollen Käufer von den Vorzügen der technisch ähnlichen Konsolen überzeugen: Sony schickt zum Launch unter anderem „Killzone – Shadow Fall“, „Knack“ und „#Driveclub“ ins Rennen. Microsoft hat „Ryse – Sony of Rome“, „Rising Dead 3“ und „Forza 5“ an der Spitze des Launch-Lineups platziert.

Beide Spielkonsolen setzen auf AMD-Grafikchips mit GCN-Architektur, die den anwesenden Entwicklern bis ins kleinste Detail erklärt wurde. Im Vergleich zu den aktuellen Desktop-GPUs Radeon HD 7000 und HD 8000 (OEM) bieten die Konsolen-Pendants wesentlich mehr Asynchronous Compute Engines (ACEs), um gleichzeitige Grafik- und Compute-Berechnungen effizienter auszuführen. Im Gespräch mit c’t erklärte AMD-Ingenieurin Laylah Mah, dass die Konsolen-GPUs alle Anforderungen von Direct3D 11.2 erfüllen. Das Gleiche gelte prinzipiell für die aktuellen Radeon-GPUs für Desktop-PCs und Notebooks. Letztere beherrschen allerdings wegen eines Software-Problems bisher nur das Funktionsniveau 11.1. Die Krux liege an einer Feedback-Routine, die Microsoft in der finalen Spezifikation anders umsetzte als von AMD angenommen. Mah betonte, dass sich das Problem durch eine Änderung im Grafiktreiber lösen lasse. Wann ein aktualisierter Treiber erscheinen soll, ist unklar. Direct3D 11.2 ist ein Teil von Windows 8.1, welches Microsoft als kostenloses Update für Windows 8 am 17. Oktober bereitstellen will – der verbleibende Zeitraum wird AMDs Treiberteam hoffentlich reichen.

Laylah Mah gab außerdem einen Ausblick auf die Zukunft der 3D-Computergrafik. Demnach könnte in einigen Jahren die Trennung zwischen klassischen Vertex- und Pixel-Shader-Operationen überwunden sein. Mit Hilfe von Compute Shadern sei die Berechnung von 3D-Grafik etwa über eine rein Compute-basierte Grafik-Pipeline vorstellbar.

Hinsichtlich des 3D-Funktionsniveaus ist es kein Wunder, weshalb sich Sony und Microsoft für eine GPU von AMD und nicht von Nvidia entschieden haben. Nvidia kann derzeit weder einen CPU-GPU-Kombiprozessor bieten, noch einen Grafikchip, der die 3D-Schnittstellen Direct3D 11.1 und 11.2 vollständig unterstützt.

Für die künftigen Konsolenspielentwickler sind insbesondere Tiled Resources von Bedeutung, die Nvidias GPUs nur in der grundlegenden 11.0-Umsetzung beherrschen. Tiled Resources sind auch als Megatextures oder Partially Resident Textures bekannt und erlauben durch das dynamische Streamen von Texturen besonders detaillierte Spielewelten, ohne den Videospeicher zu überfordern. Sony zufolge soll die Playstation-4-GPU durch die mächtige Playstation Shader Language (PSSL) sogar einen größeren Befehlssatz als Desktop-GPUs bieten, wodurch sich beispielsweise Compute-Berechnungen effizienter verwalten lassen. Laut Sony sollen sich PC- oder Xbox-Shader vergleichsweise einfach auf PSSL portieren lassen, was die Multiplattform-Entwicklung von Spielen vereinfachen soll.

Umgarnte Indie-Entwickler

Abseits solcher Spezifikationsdetails bekannten sich alle Konsolenhersteller zur Indie-Entwickler-Szene und wollen die Kreativen mit attraktiven Angeboten und niedrigen Eintrittshürden auf ihre Plattform locken. Nintendo und Sony überlassen den Studios beispielsweise die komplette Kontrolle über den Veröffentlichungszeitpunkt und Preis ihrer Spiele. Für die Wii U dürfen Entwickler HTML5, JavaScript oder Unity einsetzen – eine Wii-U-Version der Entwicklungsumgebung werde gratis zum Development-Kit geliefert (Details unter http://wiiu-developers.nintendo.com). Auch Sony lässt die Studios ihre Spiele ohne Publisher auf der PS4 veröffentlichen, schloss aber im Unterschied zu Nintendo bereits zahlreiche Exklusiv-Verträge ab. Microsoft rief derweil sein neues Entwicklerprogramm „ID@Xbox“ ins Leben, unter dem Studios ihre Spiele für die Xbox One von Microsoft lizenzieren lassen und veröffentlichen können. Registrierte Entwickler bekämen zudem zwei Development-Konsolen gratis. Allerdings wollen die Redmonder zumindest in der Anfangszeit stärker kontrollieren, was auf der neuen Plattform angeboten wird. Auf lange Sicht sei jedoch geplant, dass sogar Hobby-Entwickler mit einer normalen Verkaufsversion der Xbox One selbst Spiele entwickeln können. (hag/mfi)

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