Neue Physik-Engine zeigt, wovon Spieler nur träumen können

Davon möchte man doch am liebsten mal virtuell abbeißen.

Physik in Spielen entwickelt sich ständig weiter. Als großer technischer Vorreiter aus der Spiele-Entwicklung sei die Frostbite-Engine genannt, die schon in Battlefield 3 umfassende Zerstörung von verschiedenen Materialien überzeugend simulieren konnte. Auch ein BeamNG.Drive setzt auf Verformung und Zerreißen von Materialien, allerdings in einer Renn-Simulation.

Doch auch Abseits der Spieleentwicklung finden technisch beeidruckende Grafiksimulationen statt. An der US-amerikanischen Universität von Pennsylvania wurde in der Fakultät Computer and Information Science ein beeindruckendes Physik-Verfahren mit dem Namen Continuum Damage Material Point Methods for Dynamic Fracture Animation (CD-MPM) entwickelt.

Im folgenden Video präsentieren die Forscher Joshuah Wolper, Yu Fang, Minchen Li, Jiecong Lu, Ming Gao und Chenfanfu Jiang, wie realistisch die Engine CD-MPM die Zerstörung verschiedener Materialien simulieren kann.

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Das zeigt das Video

In dem Video zerreißt es eine Scheibe Brot - für diesen Prozess wurden 11,5 Millionen Partikel berechnet. Das Ergebnis ist die Wohl realistischste Darstellung von »Breaking Bread« bis dato.

In anderen Versuchen wird die Zerstörung einer Gelee-artigen Masse auf verschiedene Weisen simuliert. Einmal schießt eine Pistolenkugel durch einen Gelee-Dinosaurier, dann wird ein Gelee-Gürteltier unsanft von seinen Gliedmaßen getrennt. Das sieht so überzeugend aus, dass man die Bilder leicht mit einer echten Aufnahme verwechseln könnte.

Optisch ebenfalls beeindrucken können ein zerbrechender Oreo-Keks, zwei zermatschte Kürbisse und eine herunterfallende Wassermelone. Etwas näher an einem Einsatz für ein Videospiel ist ein Auto, das durch einen Metallzahl bricht. Hier zerreißt der Zaun in unzählige Einzelteile. Noch ist eine derart aufwändige Simulation in Spielen aber reine Zukunftsmusik.

Extrem rechenintensiv

Eine Simulation wie diese ist für einen Echtzeit-Einsatz in Spielen weit entfernt. Alle Aufnahmen wurden mit einem Intel i7-8700K mit 12 Threads gerendert. Das Brot aus dem Titelbild mit seinen 11,5 Millionen berechneten Partikeln hat ganze 331,7 Sekunden pro Frame benötigt.

Somit sind für die Berechnung eines einzelnen Bildes über fünf Minuten vergangen. Für 60 fps bräuchte man also die Rechenleistung von knapp 20.000 Intel i7-8700K. Und für deren Betrieb vermutlich ein eigenes Kraftwerk.

Mehr Physik-Spaß gefällig?

Zum Glück gibt es Alternativen: Wir haben ein Spiel entdeckt, das euch riesige Türme mit Würfeln bewerfen lässt, bis diese auf eindrucksvolle und physikalisch berechnete Weise zum Einsturz kommen.

In diesem Artikel dagegen könnt ihr bewundern, wie die Zerstörung verschiedener Materialien in einer Voxel-basierten Engine aussieht, die bald auf Steam als Spiel erscheint. Auch die realistische Ausbreitung von Feuern und Rauch kommt darin vor.

PLUS 11:23 »Das Beste war die Physik Engine« - GameStar-Heft 12/2008 im Rückblick