Die Zukunft der Computerspiele

Gutes Wetter, sonne scheint, ich gehe zu Fenster und auf einmal bemerke Ich was am Boden...
Je näher ich zum fenster komme desto stärker blendet mich das sich am Boden reflektierende Licht.
Dazu sag ich nur: "Geile Grafik!!!"
Mein Real Life hat HDR Rendering! :lol2:

Warum poste ich so einen Scheiß? fragt sich nun der Eine oder Andere.
Es geht mir um die Diskussion: Kann Spielegrafik jemals so Aussehen wie die Realität?
OK momentan kommt mit HDR und realistischem Paralax Mapping die Spielegrafik relativ nah dran. Und wenn Nächstes Jahr DX10 kommt, werden wir noch Mehr staunen.
Doch werden wir jemals das Ziel des Photorealismus erreichen?
Ich denke NEIN. Wir werden uns meiner Meinung nach wohl mit Computergenerierter Grafik Jahr für Jahr immer mehr der Realität annähern, aber wir werden NIEMALS die absolute Perfektion der Realität erreichen.
Das liegt wohl in der Natur unseres Universums. Schließlich kann man das Universum nur mit der Variablen "unendlich" beschreiben und das wird den Programmierern der Zukunft wohl zum Verhängniss werden.
In der Mathematik der komplexen Systeme heißt es, dass sich ale gebilde bis ins unendliche "selbstähnlich" siind. Jedes Objekt besteht aus aus mehreren verkleinerten Kopien seiner selbst. Schaut euch mal eine Schneeflocke am Mikroskop an. Im Universum geht die Zahl der sich selbst wiederholenden Strukturen ins unendliche, am Computer kann man aber nur Konstanten darstellen, denn eine komplexe Struktur, die sich ins unedliche "selbstähnlich" ist würde auch unedlich Rechenleistung benötigen.
Oder noch einfacher ausgedrückt: Um einen einfachen Kieselstein so darzustellen wie er in Natura ist, bräuchte man unendlich viele Polygone!
Mit den Jahren haben wir am Computer immer komplexere Strukturen erschaffen, die in ihrer mathematischen Beschaffenheit vom Eindimensionalen bis ins mehrdimensionale erweitert wurden. Mit folgendem Bild lässt sich das am besten beschreiben:



Mit jeder zusätzlichen Stufe dieses Gebildes würde sich die Rechenleistung antiproportional, bzw. exponentiell (N(t) = N0·e-»t) erhöhen.
Deswegen werden die Unterschiede mit jeder DX Version auch immer kleiner, weil mit jeder Generation von Grafik die benötigte Rechenleistung nicht doppelt so hoch wird sondern die benötigte Rechenleistung mit einem mit jeder grafischen Erweiterung sich selbst multiplizierenden Faktor multipliziert wird. Heißt also: Grafik wird antiproportional immer besser, die Hardware dazu wird "nur" proportional immer besser. Um mit der Hardware mithalten zu können müssen die Entwickler also bei der erstellung von Computergrafiken diese an die Hardware anpassen, was allerdings zur Folge hat, dass die Grafikunterschiede mit jeder generation immer kleiner werden. Man wird durch die Hardware limitiert. Heißt: Obwohl die Grafik in Zukunft nur geringfügig besser wird, braucht sie doppelt soviel Leistung.
Um jetzt eine Antwort auf unsere Anfangsfrage "Kann Spielegrafik jemals so Aussehen wie die Realität?" zu finden: Wir können uns der Realität nur "annähern", erreichen werden wir sie nie und je mehr wir uns der Realität annähern, desto schwieriger wird der nächste Schritt.

mfG Sloane

Sehr interessant. Und vorallem verständlich. Bitte mehr davon.

Wenn das deine Diplomarbeit sein sollte, schicke mir doch bitte ein Exemplar..

Also ich denk das man mit Crysis scho ziemlich nah an realität drann is wenn ich mir da so die Gesichter anschaue dann fehlt da nimmer viel.

http://crysis.4thdimension.info/modules/gallery/albums/cryenige2/normal_cryengine2_14.jpg

Und au die Umwelt wird immer Realer:
http://crysis.4thdimension.info/modules/gallery/albums/cryenige2/normal_cryengine2_11.jpg

Gut ich denk au das es unwarscheinlich ist das "komplett" realistische grafik verwirklicht wird. Aber es wird sehr realitätsnahe Grafik geben

mfg DarthRevan

Sloane schrieb:

Gutes Wetter, sonne scheint, ich gehe zu Fenster und auf einmal bemerke Ich...

Zum Vergrößern anklicken....

... dass es auch ein Leben neben dem Computer gibt? ...dass viele Leute draußen sind, was machen die bloß alle da?

*SCNR*

@Topic: Ich denke doch, dass es auf längere Zeit (10-20 Jahre) sehr wohl möglich sein wird, eine annähernd photorealistische Abbildung der Realität im Computer darzustellen!

Natürlich wird es keine "perfekte" Kopie unserer Welt sein, an manchen Stellen wird man sich Aufwand sparen können, weil der Mensch diese Unterschiede eh nicht mitbekommt. Also im Prinzip ähnlich wie bei einer MP3-Codierung, wo für uns nicht hörbare Anteile einfach wegfallen --> Psychoakustisches Modell.

Du hast hättest wahrsch. auch Recht, wenn ein Programmierer wirklich jedes Element einer Grafik beschreiben und "programmier-technisch" behandeln müsste, dann würde irgendwann der Aufwand ins Unendliche wachsen!

Aber genau das ist ja z.B. ein Grund, warum D3D10 (für DAUs DirectX 10) in weiten Teilen neu entwickelt wurde. Man will dem Entwickler die Mögllichkeit geben, mit möglichst wenig "Eingaben" ein Maximum an Grafik-Ausgabe zu generieren.

Parade-Beispiel sind die neuen Geometrie-Shader, welche im Prinzip eine Art SIMD-Einheit sind. Man gibt ein Datum ein und bekommt mehrere Daten als Ausgabe zurück, welche dann verarbeitet werden können, ohne das der Entwickler die Erzeugung dieser Daten beschreiben muss.
Im Gegensatz zu den Vorgängern DX9 usw hat man hier erstmalig eine 1:n-Beziehung, welche den Entwickler entlastet.

Mit diesen Geometrie-Shadern wird auch neues "Feature" namens Displacement Mapping für Grafik-Entwickler interessant. Über eine sog. Height-map kann man die Geometrie eines Objektes (z.B. Landschaft) beschreiben.
Diese Map wird dann als Vorlage für den Geometrie-Shader genommen, der daraus dann die komplette Landschaft erzeugt. Also es werden mit wenig Ausgangsdaten viele Polygone für die komplette Landschaft erzeugt.

Ich denke, das dieses Prinzip in der Zukunft noch weiter ausgebaut wird, man gibt der GPU "Rohdaten" und diese erzeugt daraus dann mittels definierter Berechnungen den eigentlichen Output, welcher auf dem Schirm erscheint.

Ein weiteres Beispiel hierfür ist auch die Physik-Berechnung.

Diese Entwicklung wird vielleicht soweit gehen, dass ein Entwickler einer Grafik oder Engine dem Programm nur noch sagt (bis dahin wirds wohl ne vernünftige Spracherkennung geben ): "OK, erzeuge mir mal ne Lanschaft, genauer eine Insel mit großem Hafen, dort bitte einige Schiffe, die ich noch genau beschreibe platzieren...usw."

So könnte das in Zukunft aussehen mit der Grafik-Entwicklung, ist aber nur meine Meinung!

PCB

Also ich muss zugeben das ich schonmal am See stand und mir gedacht habe naja wirklich berauschend ist das wasser ja nicht hab da schon besseres gesehen....!

und zu deiner These das ein Stein undendlich viele Pixel haben muss, muss ich hier wiedersprechen denn unsere aufnahmefähigkeit ist soweit begrenzt das uns eine Virtuelle Realität selbst mit "wenigen" Pixeln oder eben Effekten vorgegaukelt werden kann...

Das ist wiederum eine andere Geschichte, also inwiefern der Mensch, bzw. seine Wahrnehmung der limitierede Faktor ist.
Mir gings eher um den theoritischen Ansatz, also inwiefern die Computergrafik in Zukunft unserer realität gleichen wird.
Klar wird irgendwann der Punkt erreicht sein, wo wir mit unserem Auge keinen Unterschied zur Realität feststellen können.
Doch wenn man sich die mathematische Struktur des Spiels anschaut und mit der Realität vergleicht, merkt man den unterschied. Wenn man mit einem Mikroskop eine Schneeflocke immer mehr vergrößert sieht man, dass sie aus immer kleineren Elementen besteht, die alle aussehen wie die nächstgrößere Stufe. Das lässt sich bis ins unendliche fortsetzen. Selbst auf atomarer Stufe gibt es noch kleinere Elemente (z.B. Quarks) und von denen geht man aus dass sie aus noch kleineren Elementen bestehen.
In der Realität kann man also unendlich tief ins detail gehen, die Betonung liegt auf "unendlich", bei der Computergrafik gibt es eine feste Grenze.
Außerdem wird es wie gesagt immer mehr rechenleistung brauchen um einen noch detallierteren Gegenstand darzustellen. Und die Rechenleistung die man braucht steigt exponentiel, nicht linear.
Stellt euch eine aus Polygonen bestehende Kugel vor. je mehr Polygone, desto runder. Auch wenn sie aus abermillionen Polygonen besteht, was übrigens immense Rechenleistung benötigt, werden wir je näher wir rangehen immer bemerken, dass sie nicht rund sondern eckig ist (weil runde Strukturen durch die Variable "Unendlich" dargestellt werden und sie deshalb unendlich viel Rechenleistung benötigen würden).
Die Frage ist jetzt nicht wieviele Polygone wir brauchen um die Realität so darzustellen wie sie ist (die Antwort wäre unendlich), sondern wieviele wir brauchen um sie so darzustellen wie sie uns erscheint. Sie so darzustellen wie sie ist, wäre wie oben erwähnt unmöglich, doch wieviele Polygone brauchen wir um einen Menschen so darzustellen, dass wir mit unserem Auge keinen Unterschied zur Realität feststellen. Wir müssten quasi selbst Hautporen darstellen und kleinste Häärchen, selbst die Furchungen bei den Fingerabdrücken. Die anzahl der Polygone um das darzustellen wäre immens, die Rechenleistung jenseits unserer Vorstellungskraft.
Und selbst dann würden wir uns der tatsächlichen Realität NUR annähern.

Also, ich denke auch, daß Computergrafik zwar den Photorealismus annähernd erreichen kann, jedoch, da stimme ich Dir zu, nicht zu 100%. Jedoch muß man unterscheiden: Photorealismus bei der Grafik wird annähernd möglich sein, die Simulation des Universums
mit all den mathematischen Größen wird niemals möglich sein. Ich hoffe, daß Du auch darauf hinaus willst.

Aber dennoch finde ich, daß Du einen Punkt außer Acht läßt: Spiele enthalten von sich aus immer eine Einschränkung durch die Persepktive, so daß der dann eingeschränkte Blick viele Möglichkeiten für Tricks offen läßt. So müssen die Programmierer dem Spieler nur einen, kleinen Teil der virtuellen Welt photorealistisch gestalten, 99,99999999999999% der virtuellen Welt müssen gar nicht berechnet und somit auch nicht berücksichtigt werden und erleichtern somit die Aufgabe der Programmierer. Der Zoom auf die Flocke stellt sich somit nicht als Problem dar, denn es ist nicht wichtig für die Illusion oder für das Spielerlebnis.

Takama schrieb:

Photorealismus bei der Grafik wird annähernd möglich sein, die Simulation des Universums
mit all den mathematischen Größen wird niemals möglich sein. Ich hoffe, daß Du auch darauf hinaus willst.

Zum Vergrößern anklicken....

Genau darauf will ich hinaus.

Aber dennoch finde ich, daß Du einen Punkt außer Acht läßt: Spiele enthalten von sich aus immer eine Einschränkung durch die Persepktive, so daß der dann eingeschränkte Blick viele Möglichkeiten für Tricks offen läßt. So müssen die Programmierer dem Spieler nur einen, kleinen Teil der virtuellen Welt photorealistisch gestalten, 99,99999999999999% der virtuellen Welt müssen gar nicht berechnet und somit auch nicht berücksichtigt werden und erleichtern somit die Aufgabe der Programmierer. Der Zoom auf die Flocke stellt sich somit nicht als Problem dar, denn es ist nicht wichtig für die Illusion oder für das Spielerlebnis.

Zum Vergrößern anklicken....

Darauf wollte ich auch hinaus, der beschränkende Fakto ist halt auch das menschlich Auge.
Dennoch muss man unebenheiten der Haut, Poren etc. darstellen. Diese details müssen zudem aus abertausenden Polygonen bestehen, damit sie auch rund wirken.

Haut, Poren etc. Siehe Hier
Und eine Kopie der Realität wäre , die Realität , demnach nicht machbar.
Und es muss ja nicht alles aus Polygonen bestehen , siehe Shader, Bumpmapping usw. .

Sloane schrieb:

Genau darauf will ich hinaus.


Darauf wollte ich auch hinaus, der beschränkende Fakto ist halt auch das menschlich Auge.
Dennoch muss man unebenheiten der Haut, Poren etc. darstellen. Diese details müssen zudem aus abertausenden Polygonen bestehen, damit sie auch rund wirken.

Zum Vergrößern anklicken....

Somit müssen sich Programmierer immer einschränken und irgendwo einen Kompromiss schließen. Simulation der Welt ist nicht möglich, aber der Zoom auf alle Gegenstände durch die Spielerfigur bis zur ,sagen wir mal, 100-facher Vergrößerung würde als Kompromiss
für die Illusion reichen.

Worauf ich hinaus will, ist die 100% Simulation der Welt nötig, um ein Spielerlebnis realistisch wirken zu lassen? Meiner Meinung nach : nein.

Denn theoretisch ist die Simulation, wie Du beschreiben hast, nicht möglich.

Ich möchte nicht abschweifen, weil ich deine Frage sehr interessant finde, aber ich sehe die Zukunft der Computerspiele ganz abseits deiner Frage nicht im Photorealismus, sondern im Story-Telling. Ein Buch geht einen noch größeren Kompromiss bei der Gestaltung des Settings sprich der Erzählwelt ein und schafft es dennoch sehr eindrucksvoll eine Illusion zu schaffen. Warum sollte das ein Spiel nicht können. Es hat sogar noch mehr Möglichkeiten als ein Buch, nur sind die Progammierer einfach nicht gut genug, um die bestehenden Möglichkeiten zu nutzen.

Sloane schrieb:

[...]
Mit jeder zusätzlichen Stufe dieses Gebildes würde sich die Rechenleistung antiproportional, bzw. exponentiell (N(t) = N0·e-»t) erhöhen.

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Was denn nu? Antiproportional oder exponentiell? Eine Variable kann nicht antiproportional zunehmen, wenn die andere Variable auch zunimmt.
Ich kann grade nicht ganz deuten was das rechts neben dem e bedeuten soll? meinst du N(t)=N0*e^-t? falls ja dann waere das ein exponentieller Abfall und kein Ansteig.
Aber ich weiss jetzt nicht was es nun bedeuten soll

Sloane schrieb:

Deswegen werden die Unterschiede mit jeder DX Version auch immer kleiner, weil mit jeder Generation von Grafik die benötigte Rechenleistung nicht doppelt so hoch wird sondern die benötigte Rechenleistung mit einem mit jeder grafischen Erweiterung sich selbst multiplizierenden Faktor multipliziert wird. Heißt also: Grafik wird antiproportional immer besser, die Hardware dazu wird "nur" proportional immer besser. Um mit der Hardware mithalten zu können müssen die Entwickler also bei der erstellung von Computergrafiken diese an die Hardware anpassen, was allerdings zur Folge hat, dass die Grafikunterschiede mit jeder generation immer kleiner werden. Man wird durch die Hardware limitiert. Heißt: Obwohl die Grafik in Zukunft nur geringfügig besser wird, braucht sie doppelt soviel Leistung.
[...]

Zum Vergrößern anklicken....

Es wird klar was du meinst, aber auch wieder der Begriff antiproportional falsch gewaehlt. Antiproportionalitaet bedeutet mal einfach gesagt: "Je mehr desto weniger" und nicht "Je mehr desto weniger Zunahme". Das waere eine Art exponentieller Anstieg oder auch was logarithmisches, je nachdem wie man das dann mathematisch formuliert.

Ein weiteres Problem sind die momentanen Bildausgabegeräte. Keines ist der Lage absoluten Realismus darstellen zu können.

Theoretisch müsste man das dann noch holographisch umsetzen. Ansonsten wird sich niemals eine ähnliches Feeling oder gar eine Verwechslung mit der Realität einstellen.

Ich denke in ferner Zukunft wird es vllt. garnicht mehr direkt optisch per Bildausgabe dargestellt werden, sondern direkt als Gehirnmuster oder wie man das dann auch bezeichnen will irgendwie eingetriggert. *hehe*

Naja wer weiss was irgendwann mal der Quantencomputer bringt.
Aber 1. wirds da höchstwahrscheinlich keine polygonbasierte Technik mehr geben und
2. werden wir es wohl alle nicht mehr miterleben. ^^

Ja, ich denke auch das es nicht möglich ist, alles aussehen zulassen wie in echt. Die Grafik wird aber immer ein bisschen bisser, und sicher ziemlich nah an Realität herankommen. Aber wer weiß ob wir das noch miterleben dürfen...^^

ich denke die grafik ist teilweise auch ansichtssache.
gestern kam twister im fernsehen. ich kann mich erinnern damals im kino hab ich gedacht wow was für eine grafik, ultrarealistisch diese computereffekte.
gestern hab ich gedacht: ganz schön veraltet diese effekte, man erkennt fast jede einzelne mit computer bearbeitete szene.
ähnliches haben sicher die leute gedacht die anno 1930(?) sich king kong im kino angesehen haben und dann 20 jahre später erneut.

so oder so ähnlich verhält es sich auch mit den pc spielen. ich erinnere nur an das allseits geliebte firefox. damals war es das hammer spiel in 3d grafik! wie realistisch haben wir gedacht und monate lang gespielt.

guckt euch das spiel heute mal an. da kriegst du augenkrebs.

wenn ich mir crytek anschaue denke ich auch das es sehr nah an die realität rankommt.
aber ich weis wenn ich mir in 7, 8 jahren die spiele anschaue werd ich an crytek zurückdenken und wissen wie weit crytek damals doch von realistischer grafik entfernt war.

gruß
aggitron