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  • The Witcher 3 und Nvidia Hairworks: Eine haarige Angelegenheit - Unser GDC-Eindruck

    The Witcher 3 von CD Project RED gehört zu den ersten Spielen, die zur schnelleren Grafikberechnung auf Nvidias Gameworks-Tools setzen. Im Hexer-Rollenspiel sorgt die Gameworks-Komponente Hairworks für natürlich schönes Haar bei Mensch und Monster. Unser Eindruck von der GDC.

    Auch wenn Entwickler CD Project RED unlängst bekannt gab, dass sich die große Rollenspielhoffnung "The Witcher 3" ins nächste Jahr verschiebt: Auf der Game Developers Conference 2014 in San Francisco gab uns Lead Engine Programmer Balázs Török einen Einblick in die Entwicklung der Haarsimulation von Menschen und Monstern. Dane Johnston und Monier Maher von Nvidia nutzten die Gelegenheit, ihre unter dem schmissigen Schlagwort Nvidia Gameworks zusammengefassten Grafik- und Physik-Tools in rasantem Tempo vorzustellen.

    CD Project RED: Grafik-Engine im Eigenbau

    Rund 200 Entwickler sind derzeit beim polnischen Entwickler CD Project RED in zwei Studios aktiv. In Krakau und Warschau entsteht nicht nur der dritte Teil der Fantasy-Rollenspielserie "The Witcher", sondern auch das Science-Fiction-Cyberpunk-Rollenspiel "Cyberpunk 2077". Beide bieten eine offene Spielwelt mit Menschen, Monstern und Mutanten. "An 'The Witcher 3' arbeitet ein Kernteam von etwa 50 Entwicklern", berichtet Balázs Török. Nicht mit in dieser Zahl eingeschlossen sind die Mitarbeiter, die für die RED-Engine verantwortlich sind: CD Project RED setzt für seine Spiele auf eine selbstgestrickte Grafik-Engine.

    Haarsimulation: Keine triviale Angelegenheit

    Die Interaktion mit anderen Personen und die Monsterhatz sind das A und O im Witcher-Universum. Deshalb legen die Entwickler besonderen Wert darauf, dass diese besonders realistisch dargestellt werden. Ein großer Schwachpunkt computergenerierter Figuren sind seit jeher deren Haare - jedenfalls solche, die in Echtzeit berechnet werden. "In Kinofilmen wie 'Frozen' kommen schnell ein paar Millionen Stück zusammen", weiß Balász Török. In einem Spiel würden die Simulation und das Rendering einer solchen Menge von realistisch simulierten Haaren die Darstellungsgeschwindigkeit und den Spielspaß in den Keller sausen lassen. "Das einzige Spiel, in dem Haare ansatzweise gut aussehen, ist der PlayStation-2-Titel 'Shadow of the Colossus'", sagt Török. "Und selbst da gibt es Probleme, wenn man genauer hinsieht." Doch die Entwickler hatten sich in den Kopf gesetzt, beispielsweise das Fell eines Wolfs so realistisch wie in den "Narnia"-Kinofilmen umzusetzen. Was tun?

    00:36
    Witcher 3-Technikvideo: Haariger Wolf in Bewegung
    Spielecover zu The Witcher 3
    The Witcher 3

    Monsterfell und Pferdehaare

    Balász Török und sein Programmierteam versuchten es mit Nvidias Hairworks-Tool. Statt alle Haare zu berechnen, nimmt sich Hairworks nur sogenannte Führungshaare vor und interpoliert den Rest. Erste Ergebnisse waren vielversprechend, doch die Grafiker beschwerten sich, dass trotz der Anpassungsarbeiten der Programmierer von CD Project RED und Nvidia die Haare nicht natürlich genug aussahen: Die Mähne von Geralts Pferd Plötze fielen strähnig glatt nach unten, etwas dichtere Haare klumpten unschön zusammen. Die Lösung? Ein guter Schuss von einem Zufallsgenerator erzeugter Parameter lassen die Mähne gewellt und mit unterschiedlicher Dichte wallen. Ein Zufallsgenerator ist auch für die Windeffekte in der Mähne zuständig: "Eine physikalisch korrekte Simulation dieser chaotischen Strömungen würde zu viele Ressourcen verschlingen", sagt Balász Török. Sein Fazit: "Das Rendern von Fell und Haaren ist schwer, aber möglich."

    Hairworks unter die Haube geschaut

    Dane Johnston gibt uns anschließend einen Blick unter die Haube von Hairworks. Frisuren- und Fellvorlagen aus Maya und 3ds Max landen in einer Haar-Beschreibungsdatei, die Haar- und Bartwuchs, die bereits erwähnten Führungshaare und die Eigenschaften wie etwa die Flexibilität enthalten. Für das Feintuning etwa eines Monsterfells gibt es den Hairviewer. Ist der Designer mit seinem Werk zufrieden, landet es mit Photoshop oder Gimp erstellten Haartexturen in der Spielengine. Ein Beispiel dafür, was ein Entwickler mit dem Hairviewer alles anstellen kann beziehungsweise wie sich der Detailgrad von Mähne und Monsterfell bei wechselnder Entfernung verändert, sehen Sie in diesem Video.

    07:59
    Witcher 3-Technikvideo: Nvidia Hairworks bei Monster und Pferden
    Spielecover zu The Witcher 3
    The Witcher 3

    Gameworks: Umfangreiche SDK-Sammlung

    Auftritt Monier Maher: Der Nvidia-Mann führt uns im Schweinsgalopp durch die Gameworks-Tools, zu der unter anderem die VisualFX-, PhysX- und OptiX-SDKs gehören. Das VisualFX-SDK besteht unter anderem aus den Komponenten Flameworks, Waveworks, Faceworks, Hairworks, Turbulence, Cameraworks, Postworks, GI Works und Shadowworks zusammen. Für die physikalisch korrekte Darstellung von Kleidung, Partikeln, Flüssigkeiten und (zerstörbaren) Objekten ist das PhysX-SDK zuständig. Im OptiX-SDK dreht sich alles um Raytracing, Ambient Occlusion, prozedural erstellte Oberflächen und Light Baking. Diese Tools kommen nicht nur in "The Witcher 3", sondern auch im ersten Unreal-Engine-4-Spiel "Daylight", in "Warface" und in "Titanfall" zum Einsatz. Spannend: Wie Nvidia im Rahmen der GDC bekanntgab, integriert Epic Games GameWorks in die Unreal Engine 4. Und weil bewegte Bilder mehr als tausend Worte sagen, haben wir einige Videos der SDK-Komponenten für Sie aufgenommen, die Sie weiter unten auf dieser Seite finden.

    01:20
    GDC: Nvidia zeigt beeindruckende Gras-Techdemo
    Spielecover zu The Witcher 3
    The Witcher 3
    01:18
    Nvidia Flame Works: Techdemo-Video zeigt volumetrisches, physikalisch korrektes Feuer
    Wissenswert: Mehr Informationen zum Thema finden Sie in:
    The Witcher 1 bis The Witcher 3: Vergleich der Technik (Update)
  • The Witcher 3
    The Witcher 3
    Publisher
    Bandai Namco
    Developer
    CD Projekt
    Release
    19.05.2015

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    Es gibt 27 Kommentare zum Artikel
    Von Rizzard
    Wobei du das etwas zu drastisch siehst.Rein theoretisch könntest du dir eine 900€ GPU kaufen, und mit dieser 5…
    Von Rollora
    jupp ab irgendeinem Punkt ist der Preis nicht mehr gerechtfertigt, da der Euro pro Frame ineffizient wird. Aber auch…
    Von TheMiz
    Du zitierst mich, und deine Antwort dazu hat überhaupt keinen Zusammenhang mit meinem Text. Lesen kann schon…
    Von FortuneHunter
    Eine Grafikkarte, die in 5 Jahren erscheinende Titel bei vollen Einstellungen mit 60 FPS bei FullHD möglich macht und…
    Von Bevier
    Hairworks soll nach letzten Aussagen ja nicht ausschließlich von nVidia-GPUs berechnet werden können. Also wird es…
      • Von Rizzard PCGH-Community-Veteran(in)
        Zitat von TheMiz

        Da steht doch eindeutig, dass ich mir von einer so extrem teuren Karte (900€ erwarten würde, dass man die nächsten 5 Jahre alles flüssig zocken können sollte.
        Aber genau das ist ja nicht der Fall. Im Gegenteil - nach spätestens 2-3 Jahren muss man die sowieso wieder gegen ne neuere tauschen. Deswegen ist High-End-
        Hardware so unnötig.
        Wobei du das etwas zu drastisch siehst.
        Rein theoretisch könntest du dir eine 900€ GPU kaufen, und mit dieser 5 Jahre alles flüssig zocken. Du müsstest nur mit der Zeit die Grafikdetails runterschrauben.
        Wer das nicht will, kauft sich gerne regelmäßig neue Hardware um das bestmögliche an Grafik und Bildqualität rauszuolen.
        Du kannst nicht erwarten das eine High-End GPU 5 Jahre lang High-End bleibt. So funktioniert der Fortschritt nicht.
      • Von Rollora Lötkolbengott/-göttin
        Zitat von TheMiz

        Da steht doch eindeutig, dass ich mir von einer so extrem teuren Karte (900€) erwarten würde, dass man die nächsten 5 Jahre alles flüssig zocken können sollte.
        Aber genau das ist ja nicht der Fall. Im Gegenteil - nach spätestens 2-3 Jahren muss man die sowieso wieder gegen ne neuere tauschen. Deswegen ist High-End-
        Hardware so unnötig.
        jupp ab irgendeinem Punkt ist der Preis nicht mehr gerechtfertigt, da der Euro pro Frame ineffizient wird. Aber auch die Jagt nach immer besseren AA Methoden die inzwischen kaum Sichtbar sind, aber gehörig Leistung fressen, ist sinnlos.
        Ich hatte 2009 das Glück um 180 € meine Radeon 5850 zu kaufen und bin bis heute zufrieden. 1080p alle Spiele auf "High" (nicht Ultra oder Maxed out, aber der Unterschied ist sowieso nur auf Screenshots erkennbar)manchmal muss man halt was reduzieren, aber das stört mich nach 5 Jahren nicht. Preis/Leistung bis heute top, werde noch warten bis mit der Karte nur noch auf LOW und MID Spielbar ist, was erst in 2-3 Jahren sein wird (wenn wirklich alle Spiele Next Gen Only sind, sowie auf DX12 setzen). Dann wirds Zeit für ein neues Modell mit Stacked RAM und was auch immer der letzte Schrei ist Dann wirds wohl außerdem auch ein DDR4 unterbau, der Core i7 mit 12 GB RAM von 2008 wird irgendwann ja doch alt (obwohl DX12 seine Lebenszeit nochmal verlängert)
      • Von TheMiz Gesperrt
        Du zitierst mich, und deine Antwort dazu hat überhaupt keinen Zusammenhang mit meinem Text.
        Lesen kann schon anstrengend sein am Sonntag um 21:28, ich weiß, aber trotzdem sollte man es beherrschen bevor man jemanden zitiert.

        Da steht doch eindeutig, dass ich mir von einer so extrem teuren Karte (900€ erwarten würde, dass man die nächsten 5 Jahre alles flüssig zocken können sollte.
        Aber genau das ist ja nicht der Fall. Im Gegenteil - nach spätestens 2-3 Jahren muss man die sowieso wieder gegen ne neuere tauschen. Deswegen ist High-End-
        Hardware so unnötig. Das blöde daran ist, dass die Besitzer von "normaler" Mid-End-HW aber dann die beworbenen und groß angepriesenen Effekte wie eben dieses
        Hairworks deaktivieren müssen, sofern man nicht mit weit unter 30fps in 1080p zocken will. Sollte Witcher 3 mit Hairworks auf meiner GTX 670 mit mehr als 30fps
        laufen in 1080p würde mich das stark wundern - deswegen bin jetzt schon auf die Benchmarks gespannt.
      • Von FortuneHunter BIOS-Overclocker(in)
        Zitat von TheMiz
        Bei einer 900€ teuren Grafikkarte würde ich persönlich bei JEDEM Spiel der nächsten 5 Jahre 60fps konst. erwarten, egal welche Features kommen.
        Wenn man dann so eine Haar-Simulation erst wieder ausschalten muss um flüssig zocken zu können, trotz High-End, dann läuft was gewaltig schief..
        Ansonsten gebe ich dir recht - rein vom Genre und der Spielart her braucht man keine 60fps. Aber mit "normaler" Hardware (GTX 760/770) wird man
        das vermutlich nicht mal mit 30fps zocken können. Ich bin auf erste Benchmarks gespannt...
        Eine Grafikkarte, die in 5 Jahren erscheinende Titel bei vollen Einstellungen mit 60 FPS bei FullHD möglich macht und heute schon zu erwerben ist musst Du mir erst mal zeigen.

        2009 (also vor 5 Jahren) war die GTX295 die schnellste Grafikkarte. In einer FullHD Auflösung mit maximalen Einstellungen kam sie grade mal auf 22,5 FPS bei Crysis Warhead.

        Wie sieht es denn erst bei heute aktuellen Titeln wie Crysis 3 aus?

        Selbst eine Titan kannst du mit den maximalen Einstellungen auf Full HD heute schon in die Knie zwingen. Da brauchst du dir nur den Physx Benchmark mit der Titan anschauen. Sie bringt es da auf FullHD mit max Details und Physx auf Hoch grade mal auf 33,1 FPS im durchschnitt.

        Also wo hast du die Traumkarte versteckt, die heute alle Spiele auf maximalen Einstellungen immer auf 60 FPS in Full HD darstellt? Ich habe sie bisher nicht gefunden.
      • Von Bevier Software-Overclocker(in)
        Hairworks soll nach letzten Aussagen ja nicht ausschließlich von nVidia-GPUs berechnet werden können. Also wird es entweder von der CPU berechnet oder aber auf AMD-Karten besser aussehen, da die einfach mehr Rechenleistung für deratige Aufgaben bieten können. Das hat man schon bei TressFX gesehen, wo eine GPU deutlich weniger Haare darstellen musste. Mit TressFX 2.0 sind wir auch dort an einem ähnlichen technischen Punkt, beide Systeme sind aktuell in Sachen technischem Aufwand und Darstellungsmöglichkeiten sehr nah beieinander. Letztendlich hat vor allem der Umstand, dass eben ein nicht proprietäres TressFX schon eine Weile funktioniert erst dazu geführt, dass nVidia umdenken musste und sie ihren Dreck nicht wieder auf CUDA-Basis auf die Spielerschaft loslassen konnten. Denn letztendlich wären CoD und Witcher 3 auch die einzigen Spiele gewesen, die es genutzt hätten... so können sie jedoch das sehr hübsche TressFX vielleicht sogar verdrängen.

        Ich mach mir keine Sorgen, meine 290 bietet soviel mehr DirektCompute-Leistung als selbst eine TitanBlack... das sollte problemlos laufen ^^
        Selbst eine 280 (7950) schafft schließlich mehr.

        Edit: Mein Herr hat mir verboten weitere Beiträge zu schreiben, ich werde von jetzt an nur noch hier editieren...

        Also Goat Simulator:...
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The Witcher 3
The Witcher 3 und Nvidia Hairworks: Eine haarige Angelegenheit - Unser GDC-Eindruck
The Witcher 3 von CD Project RED gehört zu den ersten Spielen, die zur schnelleren Grafikberechnung auf Nvidias Gameworks-Tools setzen. Im Hexer-Rollenspiel sorgt die Gameworks-Komponente Hairworks für natürlich schönes Haar bei Mensch und Monster. Unser Eindruck von der GDC.
http://www.pcgameshardware.de/The-Witcher-3-Spiel-38488/Specials/The-Witcher-3-und-Nvidia-Hairworks-Eine-haarige-Angelegenheit-1114601/
23.03.2014
http://www.pcgameshardware.de/screenshots/medium/2014/03/The_Witcher_3_Nvidia_Hairworks-1901-pcgh_b2teaser_169.JPG
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