Bewegliche und zerstörbare Hindernisse sowie glaubwürdige Bewegungen von Rauch, Nebel oder Kleidung gehören noch immer zu den interessantesten, weil selten überzeugend umgesetzten Grafikeffekten. Für perfekte Physikeffekte sind äußerst anspruchsvolle Berechnungen notwendig, die selbstmoderne Quad-Core-Prozessoren überfordern. Nvidia hat daher 2008 die Firma Ageia übernommen, um deren PhysX-Engine weiter zu entwicklen und auf die eigenen Geforce-Grafikkarten zu optimieren. Die damalige Lösung von Ageia basierte auf einer separaten Steckkarte, die die Physik in Spielen berechnen sollte.
Obwohl das PhysX-Beschleunigerkarte den Berechnungen auf CPUs bei der Leistung eindeutig überlegen war, verkaufte sich die Ageia-Karte nur schlecht. Denn es gab so gut wie keine Spiele, die PhysX unterstützten. Umgekehrt waren die Spiele-Entwickler skeptisch, weil es eben nur wenige Spieler gab, die bereit waren, eine dedizierte Physikkarte zu kaufen. Die Situation änderte sich schlagartig, als Nvidia Ageia übernahm. Ab sofort sollten Nvidias Grafikkarten die Zusatz-Hardware ersetzten. Nvidia hatte mit CUDA (Compute Unified Device Architecture) ihre Grafikprozessoren zuvor bereits für allgemeine Berechnungen geöffnet. Unterstützt wird CUDA auf Grafikchips ab Geforce-8-Serie, dementsprechend gilt dies auch für PhysX. Für eine bessere Performance erlaubt der Treiber, eine eventuell vorhandene zweite Karte allein für die PhysX-Berechnungen abzustellen.
Aber Nvidias PhysX wird nicht vorrangig zur Physikbeschleunigung auf Grafikarten eingesetzt, sondern als Middleware, die andere Engines wie die Unreal Engine 3.5 um Physikeffekte ergänzt. Dabei werden die Berechnungen von der CPU übernommen, weil das auf allen Zielplattformen (Konsolen, PCs mit Radeon- und Geforce-Karten) gleichermaßen funktioniert, obwohl dadurch weniger Effekte dargestellt werden können. Zwar betont Nvidia immer wieder, dass es AMD freistehe, CUDA und damit PhysX auf Radeon-Grafikkarten unterstützen, aber wenig überraschend gibt es bis heute keine Annäherung: Beide Seiten werfen sich gegenseitig vor, nicht zusammen arbeiten zu wollen. Dabei würden sich die Spieleetwickler nur dann die schiere Leistung von PC-Grafikkarten als Physikprozessor zu Nutze machen, wenn sie wenigstens alle Spiele-PCs mit einer Technik erreichen könnten. So bremsen AMD und Nvidia gemeinsam die technische Entwicklung anstatt sie zu unterstützen.
Die Konkurrenz
Neben PhysX gibt es noch die reine Software-Lösung Havok, die in vielen Spielen als Middleware eingesetzt wird und inzwischen zum Branchenriesen Intel gehört. Intel übernahm Havok interessanterweise nur ein halbes Jahr nach der Übernahme von Ageia durch Nvidia. AMD hingegen entwickelte ATI-Stream (mitterweile in APP umgetauft) für allgemeine Berechnungen auf den eigenen Grafikchips und unterstützt mit Bullet eine quelloffene, freie Physik-Engine, die in der Praxis aber so gut wie keine Rolle spielt. Weiterhin gibt es den offenen Standard OpenCL, den Nvidia mittels CUDA und AMD mittels APP unterstützen und der ebenfalls die Programmierung von Physikberechnungen auf Grafikkarten ermöglicht. Seit DirectX 11 gibt es mit den Compute Shadern zudem eine Schnittstelle für allgemeine Berechnungen auf Grafikkarten. Jede Grafikkarte, die mindestens DirectX-10-kompatibel ist, kann dafür eingesetzt werden. Somit könnte DirectX als dominierende Programmierschnittstelle für PC-Spiele langfristig dafür sorgen, dass Physikberechnungen sowohl auf Radeon- als auch Geforce-Karten gleichermaßen beschleunigt werden und PhysX zum Auslaufmodell wird.
PhysX-Spiele
Auf der offizielle Liste der PhysX-Spiele finden sich neben einigen Mac-Spielen mehrere für die Xbox 360 und die PlayStation 3. Dominierend ist jedoch der PC. Dabei ist die Liste der Titel wesentlich länger, die PhysX auf dem Prozessor berechnen. Die Spiele, die auf Geforce-Grafikkarten zusätzliche Effekte darstellen, führen wir im Folgenden auf.
Ghost Recon Advanced Warfighter 2 (2007)
Der Taktik-Shooter Ghost Recon: Advanced Warfighter 2ist eines der wenigen Spiele, die PhysX auf Basis der Ageia-Karten schon vor der Übernahme durch Nvidia nutzten. Die damit erzeugten Effekte sind vielfältig: stark erhöhte Partikelzahlen bei Explosionen und Einschüssen, Metalloberflächen, die sich bei nahen Explosionen verbiegen und zerreißende Textilien. Ein Großteil der Effekte wirkte aber so, als wären sie ohne Weiteres auch ohne PhysX möglich. Im Bonuslevel »Ageia Island« lässt PhysX allerdings so richtig die Muskeln spielen. Hier können sie nach Belieben Bäume und Gebäude in ihre Einzelteile zerlegen, Stoffe werden von Explosionen in Stücke gerissen und Blätter bewegen sich bei Beschuss.
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Ghost Recon Advanced Warfighter 2 - PhysX-Effekte ansehen
Crazy Machines 2 (2007)
In der Knobelspiel-Serie Crazy Machines sorgen seltsame Aufgaben für Kopfzerbrechen, weil Ihnen zur Lösung jeweils nur ein paar vorgegebene Bauteile zur Verfügung stehen. Der Entwickler Fakt verwendet in Crazy Machines 2für die Physikberechnung und das Objektverhalten die PhysX-Engine. Ursprünglich planten die Programmierer für Besitzer der Hardware-Karte auch Aufgaben mit Flüssigkeiten. Weil der Treiber aber Schwierigkeiten machte, kam dieser Aspekt nie ins fertige Spiel.
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