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  • Die Entwicklung der Grafik-Engines: Von den Anfängen bis zur 3D-Grafik

    Sie sind das Herzstück aller Videospiele - mit ihnen steht und fällt ihr kommerzielle Erfolg. Doch was genau versteckt sich hinter dem irreführenden Begriff Grafik-Engine und wie funktionieren sie?

    Egal ob Battlefield: Bad Company 2, Die Siedler 7 oder Splinter Cell: Conviction - ohne schicke, moderne Optik würden diese Titel sicher deutlich weniger Beachtung finden. Denn die Ansprüche der Käufer steigen kontinuierlich, die Entwickler stehen dadurch unter dem ständigen Druck, der Spielgemeinde eine frische, noch detailliertere Optik bieten zu müssen. Wie in nahezu allen Branchen herrscht auch in der Unterhaltungsindustrie das Höher-Schneller-Weiter-Prinzip. Aber das war nicht immer so.

    Grafik-Engines: Kurze Begriffserklärung
    Viele verwechseln den Begriff Grafik-Engine mit Game-Engine. Unter der Game-Engine versteht man die gesamte Technik, die hinter einem Spiel steht: Angefangen vom Sound, über das Interface bis hin zur Grafik gehört alles zur Game-Engine. Die Grafik-Engine oder genauer der Renderer ist nur ein kleiner Teil davon - sozusagen eine Untermenge der Game-Engine. Sie können sich das etwa so vorstellen wie bei einem Wohnhaus: Die Grafik-Engine ist lediglich das Bauwerk und alles was man von außen sehen kann. Die Game-Engine wäre dann das komplette Gebäude - samt Inventar und Bewohner. In früheren Zeiten, als es "nur" 2D-Spiele gab, war die Programmierung der Grafik nicht besonders aufwendig, weshalb für jede Veröffentlichung eine neue Grafik-Engine aus dem Ärmel gezaubert wurde. Das änderte sich mit den ersten dreidimensionalen Mattscheibenvergnügen in den frühen 90er-Jahren. Die Darstellung von räumlicher Grafik ist wesentlich aufwendiger zu bewerkstelligen. Deshalb wurden die Engines auch häufig für Nachfolgetitel verwendet und stetig weiterentwickelt. Da sie meist zu festen Bestandteilen von Spiele-Serien wurden, bekamen die Engines schicke Namen - die bekanntesten aktuellen Vertreter sind die Quake-, Cry- , Rage- und Unreal-Engine. Da es kleineren Studios meist nicht möglich ist eine eigene konkurrenzfähige Engine zu entwickeln, kaufen sie oft die Lizenzen vorhandener Grafik-Engines. Der Handel damit ist inzwischen ein lukratives Geschäft - einige Software-Firmen verdienen mittlerweile mehr Geld mit Lizenzgebühren als mit ihren Spielen (zum Beispiel id Software und vor allem Epic Games). Einige Betriebe konzentrieren sich sogar völlig auf die Entwicklung und den Weiterverkauf von Grafik-Engines. Ein Beispiel hierfür ist das deutsche Unternehmen Spinor mit ihrer Shark 3D Engine: Das darauf basierende Abenteuer-Spiel Dreamfall des norwegischen Unternehmens Funcom gewann auf der E3 2004 sogar mehrere Preise, was nicht zuletzt an der hochwertigen Engine lag. Ein Test-Bild der CryEngine 2 mit Bumpmapping und Shader-Technik. Ein Test-Bild der CryEngine 2 mit Bumpmapping und Shader-Technik. Quelle: Crytek Die Anfänge Schneider-CPC-Version von Elite ohne Texturen. Schneider-CPC-Version von Elite ohne Texturen. Quelle: Ralph Wollner
    Wie bereits erwähnt, begann die Geschichte der Grafik-Engines mit den ersten 3D-Darstellungen. So verwöhnten die Weltraumklassiker Star Wars: The Arcade Game (1987, Domark), und Elite (1984, Acornsoft) die verdutzten Spieler mit einer dreidimensionalen Vektorgrafik, welche als Vorgänger der modernen 3D-Engines gilt. Die Darstellung beschränkte sich jedoch ausschließlich auf die Konturen, die quasi aus einem einzigen durchgehenden Strich bestanden. Die entstehenden Vielecke nennt man Polygone. Die Zwischenräume waren damals allerdings noch nicht ausgefüllt. Deshalb erschienen die Raumschiffe durchsichtig, aber das störte damals so gut wie niemanden. Als nächster Schritt wurden die Lücken zwischen der Vektoren geschlossen - dabei handelte es sich um die ersten Texturen. An dieser Technik hat sich im Prinzip bis heute wenig geändert, außer dass die Texturtapeten von Jahr zu Jahr detaillierter werden. Wenn Texturen nicht glatt sind, sondern (optisch) Verformungen aufweisen, spricht man von Bump Mapping. Durch dieses Verfahren wirken die Objekte wesentlich plastischer und auch realistischer. Heute ist es mittels Bump Mapping-Technologie möglich, Texturen derart zu verfeinern, dass sogar Hautunebenheiten der Charaktere sichtbar werden. Den nächsten Fortschritt läutete der Einsatz von Shadern (frei übersetzt: Beleuchter) ein. Mit ihnen gelang es, Spielszenen mit realistischen Lichteffekten auszustatten. Das erste Shader-Programm war 3D Mark 2001. Im Anschluss kamen immer weitere Neuheiten wie etwa Partikel- und Nebeleffekte hinzu, die meist durch kompliziertere Shader-Technologien umgesetzt wurden. Durch die kontinuierlich steigende Rechenleistung der Prozessoren ist dieser Entwicklung nahezu keine Grenze gesetzt - es bleibt also spannend.

    Neue Dimension: Mit Nvidias 3D-Vision erleben die Käufer ein völlig neues Spielgefühl. Neue Dimension: Mit Nvidias 3D-Vision erleben die Käufer ein völlig neues Spielgefühl. Quelle: Nvidia Zukunftsmusik
    Bei der Darstellung auf einem Bildschirm handelt es sich nicht um echte räumliche Darstellungen, sondern lediglich um einen 3D-Effekt, der im Gehirn entsteht. Um eine tatsächliche dreidimensionalen Sicht zu erzeugen, bedarf es Hilfsmittel. Durch Produkte wie 3D-Brillen oder gar holografische Medien wird eine neue Achse erzeugt, die sozusagen aus dem Monitor herausragt und dem Betrachter entgegenkommt. Das beste Beispiel hierfür ist Nvidias 3D Vision, das Titel wie zum Beispiel Resident Evil 5, Just Cause 2 oder Metro 2033 ein völlig neues Spielgefühl verleiht. Da diese Technik allerdings sehr hohe Hardware-Anforderungen voraussetzt, bleibt sie vorerst den Besitzern von High-End-PCs vorbehalten. Aber das wird sich sicherlich bald ändern ...

  • Es gibt 2 Kommentare zum Artikel
    Von JLS
    Rockstar Advanced Game Engine ist eine Spieleengine.
    Von Zocker4ever
    es gibt keien Rage Engine, Rage nutzt die id Tech 5. Und nur Quake 1 nutzt die Quake Engine (auch wenn das mehr eine…
    • Es gibt 2 Kommentare zum Artikel

      • Von JLS Erfahrener Benutzer
        Zitat von Zocker4ever
        es gibt keien Rage Engine, Rage nutzt die id Tech 5.


        Rockstar Advanced Game Engine ist eine Spieleengine.
      • Von Zocker4ever Erfahrener Benutzer
        es gibt keien Rage Engine, Rage nutzt die id Tech 5. Und nur Quake 1 nutzt die Quake Engine (auch wenn das mehr eine id Tech 1.5 ist), alle anderen Quakes nutzen id Tech x.
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Die Entwicklung der Grafik-Engines: Von den Anfängen bis zur 3D-Grafik
Sie sind das Herzstück aller Videospiele - mit ihnen steht und fällt ihr kommerzielle Erfolg. Doch was genau versteckt sich hinter dem irreführenden Begriff Grafik-Engine und wie funktionieren sie?
http://www.pcgames.de/Panorama-Thema-233992/Specials/Die-Entwicklung-der-Grafik-Engines-Von-den-Anfaengen-bis-zur-3D-Grafik-747268/
13.05.2010
http://www.pcgames.de/screenshots/medium/2010/05/Cry_Engine_2.jpg
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