Spielfiguren im Wandel der Zeit: Von Sprites über Polygone bis hin zu Tessellation
Egal ob als eigener Charakter, als Gegner oder Party-Mitglied - kaum ein Spiel kommt ohne sie aus: Spielfiguren. PC Games Hardware wirft einen aktualisierten Blick auf die technische Entwicklung von Computerspiel-Charakteren.
Der folgende Artikel stammt ursprünglich aus dem April 2009. PC Games Hardware hat ihn hinsichtlich Inhalt, Bildvergleichen und Galerie auf den aktuellen Stand gebracht, überarbeitet und erweitert.
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Quelle: PC Games Hardware
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Quelle: PC Games Hardware
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Quelle: PC Games Hardware
Half Life 2 mit Cinematic Mod
Der Beginn: Erste Sprites und Polygone
Anfang der 80er-Jahre betraten mit Pac Man und Co. erste animierte Sprite-Figuren die Bildschirme, welche in Perlen wie der Monkey-Island-Serie oder Lemmings gipfelten. Sprites werden von der Grafikhardware über einen Hintergrund bewegt. Ein klassisches Beispiel ist ein Mauszeiger, für den die Grafikhardware einen Sprite bereitstellt. Im klassischen Sinne ist das Objekt nicht im VRAM abgelegt, heutzutage wird die Bezeichnung Sprite aber auch für im VRAM abgelegte Objekte verwendet.
Die ersten bekannten Pseudo-3D-Spielfiguren dürften die gewesen sein, die sich anno 1992 in einer deutschen Schloßburg tummelten, erste aus Polygonen bestehende Charaktere samt Texturen gab es beispielsweise ein Jahr später in Ultima Underworld zu bewundern. Die Kämpfer in Virtua Figher anno 1993 basierten dagegen auf Bezier-Patches. 1996 läutet das erste Tomb Raider dank 3dfx' Voodoo-Karten den Lara-Croft-Kult ein, Spiele wie Half Life 1 (dt.) (1998) erzeugten dank Motion Capturing und sich Gordon zuwendenden Charakteren sehr real wirkende Spielfiguren. Ein aktuelles Beispiel für gutes Motion Capturing ist Modern Warfare 2: Die (gegnerischen) Soldaten laufen, hüpfen und rollen eindrucksvoll hinter Deckungen.
Wir schreiten voran: Voxel, Foto-Texturen und Bone-Animation
Die bis dato modernste Engine samt Blob-Schatten bot Epics Unreal (1), Expendable aus dem Jahr 1999 gar Stencil-Schatten. Die Spielfiguren aus Jedi Knight: Jedi Outcast verfügten per Ini-Tuning über Self-Shadows, das Adventure Outcast dagegen setzte auf Voxel statt Polygone. Voxel ist die Ableitung aus "volumetric pixel". Ein Voxel hat keine bestimmte Form, sondern stellt eher die Dreidimensionalität eines Pixels dar, in dem in ihm XYZ-Koordinaten gespeichert werden. Im deutschen ist es auch als Volumenpixel bekannt. Sie kommen oft in Voxelgittern zum Einsatz.
Die gepatchte Version von Giants: Citizen Kabuto bot anno 2000 erstmals Bump-Mapping (Informationen über Schattierungen werden in der Textur abgelegt und erzeugen so die Illusion der Dreidimensionalität) auf den Spielfiguren, ein Jahr später überzeugte Max Payne (dt). mit Hardware-T&L (Transform & Lightning) und Foto-Texturen. Die Spielfiguren aus Far Cry (dt.), Half Life 2 (dt.) und Doom 3 verfügten über realistische Gesichtsanimationen, welche im Falle des G-Man eine beängstigend reale Mimik ermöglichten.
Der aktuelle Stand: Tessellation und Co.
Spielfiguren wie Psycho aus Crysis Warhead oder Malcolm aus Unreal Tournament 3 protzen mit Massen an (tessellierten) Polygonen, Per-Pixel-Lighting, hochauflösenden mehrschichtigen Texturen und vielen weiteren Render-Techniken, die die Figuren realer erscheinen lassen. Bis DirectX 11 ließen sich 3D-Figuren nur über den sogenannten Polycount noch realistischer darstellen - von ein paar Textur- und Shader-Tricks wie Parallax-Mapping mal abgesehen. Mit der neuen DirectX-API haben die Entwickler nun die Möglichkeit, Hardware-Tessellation auf Grafikkarten zur noch detailreicheren Darstellung von Figuren zu verwenden - im Prinzip wird hiermit auch der Polycount erhöht. Bisherige Spiele mit DirectX 11 setzen Tessellation jedoch nur in unbefriedigendem Maße ein, die Figuren wirken nicht realer, sondern schlicht aufgepumpt - inklusive verzerrten Texturen. Für die (optische) Zukunft wünschen wir uns neben sauber umgesetzter Tessellation und einem generell hohen Polycount vor allem Verbesserungen bei der Texturierung und der Mimik.
Im Folgenden finden Sie nun eine umfangreiche Bildergalerie, die Sie eine Zeitreise durch die Geschichte der Figurenentwicklung auf dem PC machen lässt. Im vorderen Teil stellen wir beispielhaft einige Herren der Schöpfung vor, gefolgt von einigen Damen (wegen des höheren Polycounts) und zum Schluss noch das ein oder andere Monster. Der Galerie vorangestellt sind noch einige praktische Vergleich-Beispiele an, die verdeutlichen sollen, wie sich die Figuren mit der Zeit verändert haben. Tomb Raider kann hier als besonders Beispiel herhalten, da die Serie von Beginn an dabei war und auch über aktuelle Teile verfügt.
Bildergalerie
Interessante Links zum Thema Spielfiguren:
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Dank PS3 und XBox360 hält sich der Vortschritt in Grenzen.
Der Fortschritt hält sich nur in Grenzen weil sich PC-Spiele schlecht verkaufen und somit keine Firma teures Geld in PC-Projekte steckt.
Die Konsolen sind halt beliebter und erfoglreicher und können nichts dafür dass es so (zu) wenige Grafikhuren gibt auf der Welt.
Dank PS3 und XBox360 hält sich der Vortschritt in Grenzen.
Crysis erschien ende 2007 und noch nicht sehen alle Spiele so gut aus.
(Ob crysis gut programmiert worden ist steht hier nicht zur Debatte)
Dennoch denke Ich, dass Tesselation noch ein Stück sinnvoller ist als 3D.
Was den Fortschritt angeht, setzt dich DX11 ja nur langsam durch. DX10 wurde ja von vielen Spielen schon komplett übersprungen bzw. überhaupt nicht unterstützt.
Jetzt mit DX11 könnte sich vielleicht mal ein bisschen mehr tun. Allerdings wird der nächste große Fortschritt erst mit der nächsten Konsolengeneration kommen.
Und selbst wenn die neue Konsolengeneration auf dem Markt ist, wird da kaum ein großer Fortschritt passieren. Dann wird DX11 so verbreitet sein wie heute DX9, eventuell wird es schon DX12 geben und man wird wieder darüber disskutieren, dass der Fortschritt der Spielegrafik still steht.
Es bringt nichts sich etwas vorzumachen, die Konsolen bestimmen in zukunft die Laufrichtung.
Man wird dann wohl noch mehr von Glück reden können, wenn einige Spiele für den PC optimiert sein werden. Schon heute sind die meisten Spiele doch Konsolenports. Eine HD 6870 oder eine GTX 490 werden wohl noch Jahre lang genug Leistung bieten.
Wenn ich mich an die Atari oder C64 LegoDuploGrafik erinnere, muss ich anfangen zu grinsen
Hammer wie sich die Videospiele in so relativ kurzer Zeit verschönert haben. Aber Schönheit liegt ja bekanntlich im Auge des Betrachters!
Wo wir grad beim Thema sind...
Irgendwie habe ich das Gefühl, das Tessellation nur als Werbemittel bei manchen Titeln missbraucht, und somit auch nur dürftig eingesetzt wird, um die Verkaufszahlen durch neue Technik zu steigern.
Wie hier auch schon erwähnt wurde, sieht die Grafik bei solchen Titeln nicht sonderlich anders/besser aus.
Hoffentlich kommen bald Games, die auch richtiges Tessellation nutzen. Ein gutes Beispiel für echt chices Tessellation ist das Mauerwerk, und die Pflastersteine, in der "Heaven Benchmark", was mich auch letztendlich dazu bewegt hat ne Fermikarte anzuschaffen.