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  • Physik in Spielen: Meilensteine der Spielgeschichte - Physx-PPU-Steckkkarten feiern ihren sechsten Geburtstag

    Eine gute Physikdarstellung sorgt für glaubwürdigere Atmosphäre und zusätzlichen Spielspaß - etwa wenn der Gegner von kullernden Fässern überrollt wird. PC Games Hardware beleuchtet heute aktualisiert Vergangenheit und Gegenwart von Physik in Spielen anlässlich des sechsten Geburtstages von Ageia PPU-Steckkarten, welche jedoch mittlerweile zu den Auslaufmodellen gehören.

    Hier kommt der Alternativtext rein


    Egal, um welches Spiel es sich handelt, zumindest eine rudimentäre Physik-Berechnung muss erforderlich sein.Wo früher nur Kollisionsabfragen zum guten Ton gehörten, lassen sich heute je nach Spiele alle Gegenstände benutzen, ganze Maps in Schutt und Asche legen und passend dazu gibt's Stoff- sowie Flüssigkeitssimulationen. PC Games Hardware beleuchtet Vergangenheit und Gegenwart von Physik in Spielen - heute aktualisiert mit PPUs.

    Sechs Jahre Physics Processing Units (PPUs) von Ageia
    Ein wichtiger Schritt hierbei ist Ageia gelungen: Die Firma wurde vor zehn Jahren gegründet und kaufte 2004 die Novodex AG samt deren gleichnamiger Physik-Engine auf. Parallel liefen die Arbeiten an einer Hardware-beschleunigten Physik-Lösung, welche im Mai 2006 als PPU - also Physics Processing Unit - das Licht der Welt in Form von Steckkarten erblickte. Trotz einiger beeindruckender Demos konnte sich diese Technik aber nicht durchsetzen, die nun Physx getaufte Engine an sich aber ist eine der verbreitesten überhaupt. Im Februar 2008 übernahm schließlich Nvidia die angeschlagene Firma Ageia und portierte Physx auf die hauseigene CUDA-Schnittstelle. Seitdem lassen sich Effekte (auch) via GPU beschleunigen, wenngleich nur auf Geforce-Grafikkarten; dies und die langsame Berechnung der Effekte auf CPUs sorgte seither immer wieder für hitzige Debatten. Nvidia allerdings entwickelte Physx weiter, die aktuelle Version erlaubt gar Gameplay-Physik via GPU (siehe Techdemo-Video) und bietet eine verbesserte Multicore-Unterstützung.

    Physik in Spielen: Bemerkenswerte Spiele
    In der folgenden Galerie haben wir subjektiv Spiele zusammengestellt, die möglichst denkwürdige Physikeffekte besitzen. Anlässlich des sechsjährigen Geburtstages der PPU-Steckkarten (auch wenn das Geburtstagskind bereits wieder vom Markt verschwunden ist) präsentieren wir Ihnen zu Beginn die bekanntesten Titel mit Ageias Physx.

    Physik: Was gehört dazu?
    Zuerst muss der Entwickler die Entscheidung treffen, ob Physik ins Gameplay eingebracht werden soll oder ob es eine reine sogenannte Effektphysik ist. Gameplay-Physik zeigt sich zum Beispiel in Rätselelementen oder der Möglichkeit, Objekte als Waffe zu nutzen. Effektphysik hat dagegen keinerlei Auswirkung auf die Art, wie sich das Spiel spielt. Hierunter fallen Ragdoll-Animationen für getötete Pixel-Gegner oder Explosionen mit zusätzlichen Trümmerstücken. Besonders Ersteres sehen BPjM und USK gar nicht gern - weshalb in deutschen Versionen dieser Physik-Effekt oft kurzerhand deaktiviert wird, ohne dass deutsche Spieler etwas vom Spiel verpassen. Simuliert werden durch Physikmodule in Spielen auch Partikeleffekte wie Feuer oder Wasser aber auf die Darstellung von Stoffen oder allgemein Kleidung. Die Kollisionserkennung ist Teil der Physiksimulation starrer Körper.

    Physik: Middleware oder Selbstbau?
    Eine wichtige Entscheidung für Entwickler betrifft die Art der Physik-Engine. Dieses Grundgerüst gibt es als sogenannte "Middleware" von verschiedenen Anbietern zur direkten Integration in Spiele-Engines. Zudem kann der Entwickler sich entscheiden, die Physikintegration komplett selbst zu programmieren, falls die verfügbaren Lösungen wie Novodex, Havok oder ODE den Ansprüchen nicht genügen sollten. Besonders beliebt und vielen bekannt ist die Zusatz-Middleware Speedtree, die sich um die Darstellung von ganzen Wäldern inklusive physikalisch korrekter Berechnung kümmert. Um realistische Körperbewegungen kann sich Euphoria kümmern. Beide Beispiele können jedoch nur zusätzlich eingesetzt werden.

    Bei neueren Titeln spielt die Physikdarstellung eine wichtige Rolle. So können Sie etwa bei Half-Life 2 oder Dark Messiah of Might and Magic die Physikeffekte als Waffe nutzen: Sie erschlagen Monster mit herumstehenden Objekten oder lassen Holzhütten zerbersten. In Battlefield 3 kommen eine Vielzahl an Partikeln in "Destruction 3.0" zum Einsatz, dem Gameplay-beeinflussenden Physik-System auf Havok-Basis.

    Physik: Eine Frage der "Engine"
    Neben der Grafik hat sich sicherlich die Physikdarstellung in Spielen in den letzten Jahren am beeindruckendsten weiterentwickelt. Allerdings: Wenn Gebäude oder Fahrzeuge bersten und Trümmerstücke bei Explosionen voneinander abprallen, fällt enorm viel Rechenarbeit an. Daher gibt es mehrere Möglichkeiten, Physik zu berechnen. Lange Zeit beherrschte ein Dreikampf die Diskussionen über die optimale Hardware für Physikberechnung. Ageia hatte bereits im Mai 2006 einen separaten Chip für diesen Zweck veröffentlicht. Karten mit dem sogenannten Physx-Chip waren allein für die Physikdarstellung zuständig, funktionierten aber nur mit entsprechend angepassten Spielen. Basis war die ursprünglich Novodex genannte Technik (unter anderem genutzt in der Unreal Engine 3), die grundsätzlich von der CPU oder optional (je nach Entwicklerentscheidung) auch von einer PPU und später einer GPU beschleunigt werden konnte.

    Eine bekannte Middleware stellt auch das Havok-SDK dar, das unter anderem in der Source-Engine (Half-Life 2), aber auch in vielen anderen Spielen zum Einsatz kommt. 2006 entwickelte Havok noch zusammen mit Nvidia die Erweiterung Havok FX, mit dessen Hilfe Grafikkarten Physikberechnungen übernehmen sollten. Doch Intel übernahm Havok 2007, und Havok FX wurde offenbar in den Giftschrank verpackt - möglicherweise wegen Larrabee, dessen erste Hardwarefassung seinerseits wieder in die Labore wanderte. Das verhinderte nicht, dass Havok weiterhin in sehr vielen Spielen (Battlefield 3, Splinter Cell, Just Cause 2) zum Einsatz kommt, in der klassischen Variante der CPU-Beschleunigung.

    Ein weiterer bekannter Physik-Baustein ist die Euphoria-Engine aus dem Hause Natural Motion, die für die NPCs und deren Bewegungen sowie das Ragdoll-System in GTA 4 eingesetzt werden und diese in Echtzeit berechnen. Auch Karma Physics, Bestandteil der Unreal Engine 2, und Bullet, eine Open-Source-Physik-Middleware mit GPU-Beschleunigung, sind einigen PCGH-Lesern bekannt. Dazu zählt auch die Open Dynamics Engine (ODE) mit Spielen wie Stalker oder Call of Juarez.

  • Es gibt 74 Kommentare zum Artikel
    Von MourDog
    Wie ich mich damals gefreut habe als man bei Half-Life 2 Gegenstände und am Ende Menschen durch die Gegend werfen…
    Von killer89
    Ich danke Dir! MfG
    Von PCGH_Marc
    Ja modden halt http://forums.nvidia.com/...
    Von R4z0r-WhatElse?!
    GTA IV einfach legendär in Punkto Deformation und Ragdoll
    Von killer89
    wie gehabt modden?Sry, steh grad aufm SchlauchMfG
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Von Physx, Havok und Co.
Eine gute Physikdarstellung sorgt für glaubwürdigere Atmosphäre und zusätzlichen Spielspaß - etwa wenn der Gegner von kullernden Fässern überrollt wird. PC Games Hardware beleuchtet heute aktualisiert Vergangenheit und Gegenwart von Physik in Spielen anlässlich des sechsten Geburtstages von Ageia PPU-Steckkarten, welche jedoch mittlerweile zu den Auslaufmodellen gehören.
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