id Tech 4
Bei Doom 3 setzte id Software 2004 erstmals die id-Tech-4-Engine ein. Die gerade in diesem Zusammenhang wichtigste Funktion der Engine ist die Lichtberechnung. Anstatt einen Großteil der Beleuchtung über eine vorberechnete Lightmap zu realisieren, setzte der bis heute letzte Teil der Doom-Reihe fast ausschließlich auf dynamische Schatten in Form von sogenannten »Stencil Shadows«. Dabei wird jeder Pixel in die Berechnung der dynamischen Schatten mit einbezogen anstatt nur die Eckpunkte der Polygone heranzuziehen, wie es damals alle anderen Engine machen.
Um den Rechenaufwand für die Beleuchtung zu kompensieren, setzt die Engine auf verhältnismäßig wenige Polygone. Um dieses Manko auszugleichen, kommen viele Bump- und Normal-Maps zu Einsatz, die die verloren gegangenen geometrische Details zusammen mit Specular-Maps ausgleichen sollen. Aus besonders flachen Winkeln betrachtet sehen diese Flächen aber nur wenig plastisch aus. Dennoch war die starke Nutzung solcher Texturen seinerzeit wegweisend.
Die grafischen Innovationen kosteten allerdings viel Leistung. Selbst damals aktuelle Grafikkarten brachte die id Tech 4 schnell an ihr Limit. Um die Engine überhaupt darstellen zu können, brauchen Nutzer eine damals nicht selbstverständliche Grafikkarte nach DirectX-8.0-Standard oder höher. Grund hierfür sind die programmierbaren Shader, deren Geschichte wir in einem separaten Artikel beleuchtet haben. Einzige Ausnahme bildet hier die Geforce 4 MX mit ihrem auf der Geforce 2 basierenden Chip nach DirectX-7.0-Standard. Id Software lieferte wegen der Verbreitung der günstigen Grafikkarte einen Patch nach.
Einfluss von Bump- und Specular-Maps auf die Darstellungsqualität.
Anfangs konnte id Tech 4 hauptsächlich nur Innenareale mit sinnvollem Rechenaufwand darstellen. Für das Spiel Enemy Territory: Quake Wars hat sich John Carmack jedoch eine weitere wegweisende technische Lösung einfallen lassen - »Megatextures«. Die Idee dahinter ist, für das statische Terrain von Außenarealen eine große Textur zu verwenden, die praktisch alle nötigen Informationen beinhaltet. Darunter fallen zum Beispiel auch Bump-Maps, Verweise auf Schrittgeräusche, Hafteigenschaften des Untergrundes oder auch die Höheninformationen zum Erzeugen der Geometrie. Heutige Spiele heften immer wiederkehrend viele relativ kleine Texturen auf einzelne Objekte an und überlagern diese passend, um Speicher zu sparen. Das entfällt durch die Megatexture. Sinn der Technik ist es die benötigte Datenmenge bei gleichzeitig individuellerem Design zu minimieren. Der kommende Titel Rage wird diese Lösung ebenfalls in einer weiterentwickelten Form verwenden.
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Ausblick
Die uns vorliegenden Informationen zur id-Tech-5-Engine und deren Nachfolger geben abermals einen erfreulichen Blick in die Zukunft und beweisen, dass dem Team um John Carmack bei weitem noch nicht die Ideen ausgegangen sind. Gerade die Voxel-Grafik in Kombination mit moderner Hardware-Beschleunigung in Form von Direct Compute oder OpenCL könnte sowohl für Spieler als auch für Entwickler eine ähnliche Revolution auslösen wie einst das Polygon.
Die letzten 19 Jahre hat id Software die Welt der virtuellen Spiele-Landschaften jedenfalls nachhaltig geprägt. Ohne die querdenkenden Texaner mit ihrem Hang zu technischer Perfektion würden Computerspiele heute sicher anders aussehen. Wir wünschen auf jeden Fall alles Gute für die nächsten 19 Jahre.
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