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  • Starcraft-2 Details zu Technik, Engine und Gameplay enthüllt

    Über die in Starcraft 2 von Entwickler Blizzard genutzte Engine sind nun etliche technische Details aufgetaucht. So wird eine Shader-Model-2-Grafikkarte vorausgesetzt, um den Deferred-Renderer zu betreiben. Die Entwickler geben auch an, eher die Grafikkarte als den Hauptprozessor zu fordern.

    Starcraft 2 tritt ein schweres Erbe des überaus beliebten, aber schon mehr als zehn Jahre alten Starcraft samt Broodwar-Add-on an. Besonders die Optik des immer noch sehr beliebten Titels wirkt heute überaus altbacken und genau hier soll Starcraft 2 ansetzen, dabei aber die Blizzard-Tradition guter Skalierung auch auf schwächeren Systemen bewahren.

    Zunächst einge Fakten aus dem Entwickler-Dokument im Überblick:
    • Circa 500 Einheiten (Peak!) mit zusammen 1 Million Vertices gleichzeitig auf dem Bildschirm (Multiplayer)
    • Die Engine bietet einen Gameplay- und einen Story-Modus
    • Über 8.000 Zeilen einzigartiger Shader-Code
    • Shader-Model-2 Grafikkarte (Radeon 9800/Geforce FX) erforderlich für MRT-Unterstützung (Multiple Render Targets)
    • HDR-Rendering mit MRTs im 16-Bit-FP-Format

    Ingame-Screenshot aus Starcraft II (Story-Mode) Ingame-Screenshot aus Starcraft II (Story-Mode) Quelle: ati.amd.com Starcraft 2 - Engine im Story-Mode mit fertiger Beleuchtung von 50(!) Lichtquellen inklusive der Weihnachtslichterkette und den TV-Schirmen. Starcraft 2 - Engine im Story-Mode mit fertiger Beleuchtung von 50(!) Lichtquellen inklusive der Weihnachtslichterkette und den TV-Schirmen. Quelle: ati.amd.com Erfordernisse des RTS-Titels Starcraft 2
    Die Entwickler geben in einem PDF-Dokument zu diesem Thema nun viele Details der Starcraft-2-Engine preis. Blizzard ist sich demnach sehr wohl bewußt, dass in einem Echtzeitstragiespiel wie Starcraft 2 schon die Spielmechanik und die Anzahl der Einheiten, von denen maximal etwa 500 gleichzeitig zu sehen sein sollen, eine hohe Grundlast für die CPU erzeugen. Für die Grafikdarstellung wollte man daher nur die Grafikkarte und möglichst wenig die CPU belasten. Besonderes Augenmerk lag auf der Miniminerung der sogenannten Batch-Count, also Geometrie-Gruppen, die jeweils separat von der CPU bearbeitet werden müssen und in größeren Mengen schnell zu einem Flaschenhals werden können.

    Blizzard entschied sich daher für die Nutzung von Deferred Rendering mit einem Multiple-Render-Target-Ansatz. Dabei wird die Beleuchtungsinformation für sämtliche Pixel in die einzelnen RGBA-Kanäle (siehe hierzu auch PCGH-Print 03/2009 für nähere Erläuterungen) der vier MRTs aufgeteilt und gespeichert - darunter auch Pixeltiefe (Depth Value), Per-Pixel Normal, Ambient Occlusion Term sowie die unbeleuchteten Diffuse- und Specular-Materialfarben.

    Starcraft-2 Details zu Technik, Engine und Gameplay enthüllt Quelle: ati.amd.com

    Da in den MRTs bereits eine Fülle von Informationen für jeden Pixel gespeichert sind, lag es nahe, diese auch für weitere Effekte zu nutzen. Mit den Tiefenwerten können Beleuchtung, volumetrischer Nebel/Rauch, dynamische Ambient Occlusion, Depth-of-Field (Tiefen(un)schärfe) generiert werden, die gespeicherten Normalen-Werte (Normals) werden für die dynamische Umgebungsverdeckung genutzt (siehe Mouseover-Bild), Diffuse- und Specular-Texturwerte für die Beleuchtung.

    Die (abschaltbare und gegen eine statische, vorberechnete Version austauschbare) dynamische Ambient-Occlusion, also die Umgebungsverdeckung, erfordert eine Menge Berechnungen. Zunächst muss ermittelt werden, wie stark oder schwach der Verdunkelungseffekt ist, also wie "offen" das jeweilige Pixel liegt. Pixel inmitten einer glatten Oberfläche bekommen weniger Verdunklung, Bildpunkte, die nah an einer Kante, in Ecken von virtuellem Gebälk oder ähnlichem liegen, werden stärker abgedunkelt. Dazu werden zwischen 8 und 32 weitere Bildpunkte angezapft und deren Tiefenwerte mit dem des eigentlichen Pixels verglichen. Abhängig davon, wie weit diese Umgebungspixel über dem Z-Wert des fraglichen Punktes liegen, wirken sie sich auf den zu erzeugen Schatteneffekt aus.

    Starcraft-2 Details zu Technik, Engine und Gameplay enthüllt Quelle: ati.amd.com Um glaubhaft zu wirken, muss eine möglichst zufällig wirkende Verteilung der Verdunklungspunkte (Samples) erreicht werden. Dazu werden diese aus einer 2D-Textur mit 8x8 zufälligen Vektoren erzeugt. Diese Operationen würden aufgrund ihrer Zufälligkeit jeden Texturcache der Grafikkarte komplett überfordern und finden daher mit einem pro Achse um Faktor 4 verkleinerten Z-Buffer statt.

    Später wird per gauss'schem Unschärfefilter das körnige Muster herausgerechnet, sodass eine sanfte Verlaufsfläche entsteht.

    Im Story-Modus beherrscht die Engine zusätzlich einen Tiefen(un)schärfe-Effekt, um die dramaturgischen Effekt durch die simulierte Kamerafokussierung zu verstärken. Die dafür nötigen Berechnungen erfordern eigentlich das Dynamic Branching der Shader-Model-3-Grafikkarten. Damit auch Spieler mit den immer noch weit verbreiteten SM2-Karten nicht von Starcraft 2 ausgeschlossen werden, entschied sich Blizzard, hier für eine Abkürzung. Vier vorgeblurrte Bilder werden, ausgehend von den künstlerdefinierten Fokuspunkten der Kamera, errechnet und zwischen diesen ein Übergang zwischen Unscharf-Scharf-Unscharf errechnet.

    Starcraft-2 Details zu Technik, Engine und Gameplay enthüllt Quelle: ati.amd.com

    Transparenz-Probleme
    Wie jeder andere Deferred-Renderer, etwa die Unreal-Engine 3 oder die X-Ray-Engine von Stalker, hat auch die Starcraft-2-Engine grundlegende Probleme mit transparenten Objekten. Da diese transparenten Objekte aber in Starcraft 2 nur eine untergeordnete Rolle spielen und in der üblichen Spielansicht nur selten vorkommen, hat Blizzard diese wenigen Objekte im Programmcode markiert, sodass für diese normales "Forward"-Rendering anstelle des Deferred-Rendering zum Einsatz kommt. Dies war die wirtschaftlichere Entscheidung, als einen speziellen Renderpfad für diese Objekte zu entwickeln.

  • Starcraft 2: Wings of Liberty
    Starcraft 2: Wings of Liberty
    Publisher
    Activision Blizzard
    Developer
    Blizzard
    Release
    27.07.2010

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    Es gibt 12 Kommentare zum Artikel
    Von gumbel
    lol.Das klingt wie einer dieser Sätze auf Packungen von Spielen, die man lieber gar nicht erst anfassen sollte …
    Von PCGH_Carsten
    NP. Und du hast ja auch recht - die AMD-Dev-Seite ist immer mal wieder einen Blick wert!
    Von Rollora
    Stimmt, das hab ich nicht (ich kannte die "News" ja schon), hab mich gleich in die AMD Seite verstolpert, wo ich recht…
    Von mannefix
    pcgh hat recht...der Link funktioniert...
    Von PCGH_Carsten
    Und ich würde dir empfehlen, auch mal den Text zu lesen. Wir linken ja auf genau diese Quelle.
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Starcraft 2: Wings of Liberty
Starcraft-2 Details zu Technik, Engine und Gameplay enthüllt
Über die in Starcraft 2 von Entwickler Blizzard genutzte Engine sind nun etliche technische Details aufgetaucht. So wird eine Shader-Model-2-Grafikkarte vorausgesetzt, um den Deferred-Renderer zu betreiben. Die Entwickler geben auch an, eher die Grafikkarte als den Hauptprozessor zu fordern.
http://www.pcgameshardware.de/Starcraft-2-Wings-of-Liberty-Spiel-34650/News/Starcraft-2-Details-zu-Technik-Engine-und-Gameplay-enthuellt-674410/
28.01.2009
http://www.pcgameshardware.de/screenshots/medium/2009/01/StarCraft-2-02.jpg
Starcraft II 2 Technikdetails Deferred Rendering Systemanforderungen
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