Nvidias TressFX-Konter Hairworks: PhysX-Programmierer erklärt die Technik im Interview - Tolles Vergleichsvideo

Im Gegensatz zu AMDs TressFX dürfte Nvidias Antwort für realistische Haare noch weitgehend unbekannt sein. Dabei setzt die Technik auf DirectCompute statt CUDA und ist somit im Prinzip auch für Spieler nutzbar, die keine Nvidia-Karte ihr Eigen nennen. Tae-Yong Kim, seines Zeichens Programmierer bei Nvidia, hat in einem aktuellen Interview etwas Licht ins Dunkel gebracht. So beantwortet er den Kollegen von Physxinfo etwa Fragen zu den Möglichkeiten von Hairworks, zu den Hintergründen und warum man sich für DirectCompute statt CUDA entschieden hat.

Obwohl man Hairworks erst während der E3 2013 erstmals im Zusammenhang mit Witcher 3 präsentierte und beispielsweise für Call of Duty: Ghosts verfeinerte, basiere die Technik auf einem Algorithmus, den man bereits im Jahr 2012 veröffentlichte. Diesen habe Nvidia zu einen umfassenden Solver weiterentwickelt, der eine Formerhaltung, Anti-Stretching, diverse dynamische Kräfte, eine Trägheitskontrolle, verschiedene GPU-Skinning-Verfahren und mehr beinhalte.

Laut Tae-Yong Kim sei dieser Solver in der Lage, jede Linien- und Kurvengeometrie wie Fell, Haar und Gras darzustellen. Bisher habe der Fokus auf Fell gelegen, gleichzeitig erweitere Nvidia jedoch die Einsatzgebiete. Aktuell gebe es einen einfachen Kollisions-Suport, den man in Zukunft durch ein verbessertes System ersetzen wolle. Wind und verschiedene Funktionen wie die Steifheit, Welligkeit oder Längenänderungen würden bereits unterstützt. Kombiniere man alle Parameter, könne man nasses ebenso wie trockenes Fell und Zwischenstufen darstellen. Derzeit sei Hairworks jedoch ein GPU-exklusives Feature.

Um Hairworks darzustellen, müssten eine Menge Daten bewegt werden, alleine bei Call of Duty: Ghost seien das pro Charakter bereits eine halbe Million Haare in jedem einzelnen Schritt der Render-Pipline. Nvidia verwende hierbei einen optimierten Algorithmus, der sich DX11-Tessellation zunutze mache, wodurch relativ wenig GPU- und CPU-Speicher gebraucht würden. Entwickler selbst könnten auf bekannte Tools wie Maya zurückgreifen, wenn sie die Effekte einbauen wollen. Insgesamt lassen sich dabei bis zu 40 verschiedene Parameter nutzen, um die Form, Dichte, Welligkeit, Wind und vieles mehr zu bestimmen.

Hairworks beinhalte auch ein LOD-System. Haardichte und -stärke lassen sich dynamisch anhand der Distanz des Haares zur Kamera regulieren. Für ganz gewöhnliche, sich der Kamera entfernende Objekte geht die Haardichte beispielsweise schrittweise bis Null zurück, wenn sich die Figur entfernt. Ebenfalls gebe es einen LOD-Ansatz für Close-Up-Szenen. Also solchen, wo sich die Kamera so nah an einer Figur befindet, dass gar nicht das ganze Fell zu sehen ist. Im dem Fall könne man die Dichte beliebig hoch setzen. Jedes Fell-Asset bestehe aus etwa 400.000 bis 500.000 Haarsträhnen. Ein Großteil dieser Strähnen wird dynamisch "on-the-fly" innerhalb der GPU berechnet. Dabei fungieren schätzungsweise 10.000 Führungshaare als Basis für die weitere Tessellation.

Auf die Frage, warum man auf DirectCompute statt auf CUDA setzt, verrät Tae-Yong Kim etwas ausschweifend, dass man bei jeder Technologie nach bestem Wissen abwäge, wie man sie umsetzt. Bei Hairworks habe DirectCompute einfach am meisten Sinn ergeben, da das Rendering bei der Berechnung von Hairworks den größten Anteil habe. Ob man auch andere, zukünftige APEX-Module beziehungsweise PhysX-Features von CUDA entkoppeln wolle, konnte Tae-Yong Kim nicht verraten. Man treffe die Entscheidungen von Feature zu Feature danach, wie es sich am besten nutzen lasse. Mit Hairworks habe man indes noch viel vor und erforsche etwa die Machbarkeit auf den Next-Gen-Konsolen. Das komplette Interview lesen Sie bei den Kollegen von Physxinfo.

Am Ende der Meldung finden Sie noch ein sehenswertes Vergleichsvideo aus Call of Duty:Ghots, das den berüchtigten Schäferhund mit und ohne durch Hairworks berechnetes Fell zeigt.

Quelle: physxinfo.com

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Der bei Nvidia als Programmierer in der PhysX-Abteilung tätige Tae-Yong Kim stand den Kollegen von Physxinfo Rede und Antwort zu Hairworks. Darin verrät der Programmierer, was es mit dem TressFX-Konter auf sich hat, warum man sich für einen CUDA-losen Ansatz entschieden hat und welche Möglichkeiten er Spieleentwicklern bietet. Passend dazu gibt es ein tolles Vergleichsvideo mit und ohne Effekt aus Call of Duty: Ghosts.

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