Unreal Engine 5: Vorschau zur Next-Gen-Engine, Historie und Wissen zu Spiele-Engines allgemein

Vor wenigen Tagen sorgte eine Techdemo zur neuen Unreal Engine 5 für Aufsehen. Sie lief auf einem Vorserienmodell der Playstation 5 und berechnete Grafik in Echtzeit. Mit der Demo wollte Epic - das Unternehmen kreierte die Unreal Engine - zeigen, was Spielefans in der Zukunft von neuen Engine erwarten können. Wir beschreiben das bisher Bekannte rund um die Unreal Engine 5, aber auch zur Historie der Unreal Engine, weiteren Engines und der Frage, was es allgemein mit 3D-Engines für Spiele auf sich hat.

3D-Grafik und Engines

3D-Grafik hat viele Einsatzgebiete. Zum einen kann man mit so genannter CAD-Software, wie man sie beispielsweise im Ingenieurwesen einsetzt, Objekte sehr detailliert in 2D entwerfen und sich bei Bedarf eine 3D-Vorschau anzeigen lassen, je nach Rechenpower auch nur ein einfarbiges Modell ohne Beachtung von Licht, Schatten und Material.

Quelle: Archiv Unreal Tournament 2004 aus dem Jahr 2003 Ebenso lassen sich mit Render-Programmen Bilder, zum Beispiel für Werbezwecke oder auch für die Kunst, berechnen. Auch animierte 3D-Darstellungen sind ein wichtiger Sektor, und zwar neben unserem Kern-Thema Games auch für Filme. Für Filme können PCs die Grafik in Ruhe berechnen, sie müssen dies nicht in Echtzeit tun. Daher kann hier eine enorm realistische Grafik berechnet werden, egal ob eine Szene komplett aus Computergrafik bestehen soll oder Realbild mit computergenerierten Objekten und Effekt gemischt wird. Sobald der Nutzer eine animierte 3D-Grafik aber sofort, also in Echtzeit, und auch ruckelfrei sehen will, zum Beispiel für 25 FPS (Bilder pro Sekunde) bei Computerspielen, braucht es für eine fotorealistische Grafik so viel Rechenpower, dass dies aktuell noch nicht machbar ist. Man muss also bei den grafischen Details Abstriche in Kauf nehmen. Ein Kompromiss aus Realismus, Details und flüssigem Ablauf bieten Spiele-Engines für die Berechnung der Grafik bei einem Computerspiel. Die Engine schafft es durch viele Kniffe, eine relativ gesehen erstaunlich gutaussehende Grafik zu berechnen. Viele Dinge werden nur vereinfacht berechnet oder auch durch kluge Algorithmen ersetzt, die physikalisch nicht ganz korrekt sind, aber trotzdem vergleichsweise realistisch wirken, zumindest für das jeweilige Zeitalter. So würde eine 3D-Grafik aus dem Jahr 2003 wie links oben zu sehen, die damals die Nutzer begeisterte, heutzutage eher für Lacher sorgen. Im Jahr 2003 war eine solche Grafik aber das Maximum, was mit bezahlbaren PCs machbar war und gleichzeitig hohe FPS-Werte für ein actionreiches Spiel im Multiplayermodus erlaubte.

Quelle: dsogaming/Valve Half Life 2 (2004) setzte mit der Source-Engine neue Maßstäbe in Sachen Gesichter-Darstellung (hier eine Szene aus Episode 2 aus dem Jahr 2006). Um effizient zu arbeiten, kann eine Spiele-Engine beispielsweise die Gegenstände in einer 3D-Szene, die derzeit aus Sicht der Kamera ohnehin nicht zu sehen sind, einfach komplett bei der Berechnung weglassen, obwohl sie - wenn man ein fotorealistisches Bild berechnen will - durch ihr Material und mögliche Reflexionen durchaus einen Einfluss auf die Atmosphäre in der Szene hätten. Es können auch neben ein oder zwei Haupt-Lichtquellen mehrere weitere Lichtquellen simuliert werden, bei denen man nur bei genauem Hinsehen merkt, dass sie bei der Schattenberechnung nicht oder nur sehr vereinfacht beachtet werden. Je nach dem, welche Engine ein Spiel verwendet, hat die Engine Vor- und Nachteile. Die eine Engine ist möglicherweise besonders gut für das Darstellen von Pflanzen und Bäumen geeignet, stellt aber dafür Häuser und Personen vergleichsweise schlecht dar. Die andere Engine kann dafür vielleicht enorm gut Innenräume und statische Gegenstände berechnen, dafür versagt sie, sobald der Spieler in eine eher offene Außenwelt mit Bepflanzung gelangt. Im Laufe der letzten Jahre wurden die Engines immer besser, so dass die Schwächen nicht mehr ganz so entscheidend sind wie noch vor beispielsweise 10 Jahren. Auf der nächsten Seite beschreiben mehr zum Thema Engines, danach nennen einige bekannte 3D-Engines, wobei wir am Ende dann zu der Unreal Engine kommen.