Meer der Piraten: Wie Rare das Beste Wasserphysik in Spielen erreichte
Franco Müller Franco Müller 
Ab dem 30. April 2024 können PS5-Spieler nun Sea of Thieves spielen, ein von Microsoft seit Jahren hochgeschätztes Xbox-Exklusivspiel. Mit seinen 40 Millionen Spielern und einem lebhaften Community ist Sea of Thieves bekannt für Ubisoft zu versuchen, ein ähnliches Konzept mit Skull & Bones umzusetzen, aber es konnte nicht an seine Erfolge anknüpfen. Viele Spieler und Brancheninsider hatten Sea of Thieves ursprünglich angezweifelt, steht jedoch heute als bedeutender Erfolg da. Besonders zu erwähnen ist, dass Sea of Thieves von Rare entwickelt wurde, das nach seiner Übernahme durch Microsoft im Jahr 2002 eine Reihe von Herausforderungen überwand. Als bekannter Studio, das eng mit Nintendo zusammengearbeitet hat, erlebte Rare fast zwei Jahrzehnte lang eine Reihe von Schwierigkeiten, um seine Identität neu zu definieren. Trotzdem ist das Studio sein ehemaliges Prestige zurückerobert und kann nun auch noch 2024 eines der besten Physik- und Wasserrendering in Videospielen beanspruchen. Es ist an dieser Stelle interessant, nachzuerschlössen, wie sie dies erreicht haben.
Ab dem 30. April 2024 können PS5-Spieler Sea of Thieves, ein von Microsoft seit Jahren hochgeschätztes Xbox-Exklusivspiel, spielen. Mit einer Community von 40 Millionen aktiven Spielern und einem lebhaften Fanbasis ist Sea of Thieves als bedeutender Erfolg bekannt. Viele Spieler und Brancheninsider hatten das Spiel ursprünglich angezweifelt, steht jedoch heute als solcher da. Von Ubisoft versucht wurde etwas ähnliches mit Skull & Bones umgesetzt, aber es konnte nicht an seine Erfolge anknüpfen. Sea of Thieves ist ein Projekt von Rare, das nach seiner Übernahme durch Microsoft im Jahr 2002 eine Reihe von Herausforderungen überwand. Als bekanntes Studio, das eng mit Nintendo zusammengearbeitet hat, erlebte Rare fast zwei Jahrzehnte lang eine Reihe von Schwierigkeiten, um seine Identität neu zu definieren. Trotzdem ist das Studio sein ehemaliges Prestige zurückerobert und kann nun auch noch 2024 als eines der besten Physik- und Wasserrendering in Videospielen beanspruchen. Wir werden hier zusammen erfahren, wie dies erreicht wurde.
Trotz aller Umstände ist es noch immer eine technische und visuelle Komponente auf der das Spiel Sea of Thieves eine Pionierrolle innerhalb der gesamten Branche einnimmt: die Darstellung des Meeres innerhalb des Spiels, wunderschön und technisch beeindruckend. Obwohl die Grafik an eine etwas kubistische Note erinnert, sind die Wasserphysik im Spiel hervorragend und ultra-realistisch. Natürlich folgt die Darstellung des Meeres dem gleichen künstlerischen Stil wie das Rest des Spiels mit seiner recht karikaturhaften Note, aber es ist die Darstellung und Physik, die völlig realistisch sind. Sie können sich die Bilder vom Anfang dieses Videos anschauen, doch kein Spiel hat bislang solchen Realismus in der Verarbeitung des Meeres, des Wassers oder irgendeines anderen Flüssigs verarbeitet. Und das war genau eine der Herausforderungen, die sich das Studio Rare während seiner Entwicklung freiwillig angenommen hat.
Die erste Komponente, die das Realismus des Wassers im Spiel Sea of Thieves verbessert, ist die Verwaltung der Beleuchtung und die Behandlung der globalen Beleuchtung im gesamten Spiel. Angesichts des Einsatzes von Tag-/Nachtwechseln und Wetterverhältnissen war es wichtig, dass die Wasserreflexe möglichst glaubwürdig waren, was tatsächlich der Fall ist. Bei Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang werden die Effekte auf die Oberfläche des Wassers projiziert, was die Stimmung einer Sequenz oder eines Augenblicks signifikant verändert. Es ist so faszinierend, dass man leicht zehn Minuten daraufhin nur noch betrachtend aufhören möchte. Dieses Detail war essentiell für Rare, um eine immersive Welt zu schaffen, die Erkundung und Entdeckungen fördert, denn das gesamte Spielprinzip dreht sich um Ausfahrten in die Ungewissheit. Sichtbarmachen eines entfernten Inseln durch Fernrohre bei großen Wellen? Das gehört auch zum Challenge in Sea of Thieves – es weckt den Wunsch des Spielers, dass Neugierde ihn in die Unbekannte führt.
Starker als der Film
Technisch betrachtet, verwendeten Rare umfassend Techniken, die von Hollywood-Studios bei der Filmherstellung angewendet wurden, aber Werkzeuge benötigten, die ihnen die völlige und dynamische Steuerung über Wasser-Elemente ermöglichten. Es ist wichtig zu bemerken, dass ein Film ein vorab gerendertes Ausgabeformat darstellt, während ein Videospiel real-time Renderingfähigkeiten erfordert. Dies war für Sea of Thieves besonders kritisch, da das Meer sowohl einen Verbündeten als auch einen Feind spielt, insbesondere bei Kampfszenarien. Die Entwickler mussten alle diese Faktoren berücksichtigen; der aktuelle Grad an natürlicher und realistischer Darstellung im Spiel ist das Ergebnis kontinuierlicher Bemühungen, wobei Updates immer wieder veröffentlicht werden. Für Technik-Interessierte wurde Vertex Displacement-Technologie verwendet, die es ermöglicht, präzise Kontrolle über die Bewegung der Wassertopfberge oder allgemein über das Wasserbewegungsverhalten zu erlangen. Dies bedeutet eine ständige Zusammenarbeit zwischen dem CPU, das Mesh-Vertices berechnet, und dem GPU, das jedes Vertex umleitet und neu positioniert, um fließende Bewegungen und Wellenbildung zu schaffen, die dazu führen, dass dynamische Geometrieänderungen stattfinden.
Starker als der Film
Es benötigt jedoch ein weiteres Werkzeug, um das Wasserbewegungsverhalten natürlich und vor allem nicht wiederholt erscheinen zu lassen, und hierbei kommt die berühmte Gerstner-Wellen-Technik zum Einsatz, die es ermöglicht, Flüssigkeiten dynamisch darzustellen, auch bekannt als Trochoidwellen. Diese Berechnung wurde von Baron Von Gerstner im Jahr 1802 entdeckt und beschreibt periodische Schwerkraftwellen, die auf der Oberfläche eines unkomprimierten Fluids unendlicher Tiefe in einem ruhigen Zustand sich ausbreiten. In Wirklichkeit ermöglicht diese berechnungsmäßige Lösung die Simulation von Meeresverhalten, insbesondere seiner Bewegung, indem sie mit einer Sinuswellen verwendet wird. Allerdings handelt es sich um nur eine einzige Wellenberechnung, sodass mehrere Wellen benötigt werden, um realistische Wasseroberflächen zu erzeugen, indem sie Abstände und Amplituden verändern. Mit 3D-Motoren wie Unreal Engine 5 können die Entwickler weiter experimentieren, indem sie die Neigung und Parameter ändern, was dazu führt, dass siebenöllige Meere, hektischer Meeressaat und sogar Stürme erzielt werden.
Zum Verbessern der Darstellung müssen Entwickler die Technologie voranbringen, indem sie Shaders, Mesh und andere technische Gleichungen modifizieren, um komplexere und natürliche Wassereffekte zu erzeugen. Die Fähigkeiten der Entwickler spielen hierbei eine große Rolle. So haben zum Beispiel Spiele wie Assassin’s Creed Black Flag oder Batman Arkham die Gerstner-Wellen-Formel eingesetzt. Es wird jedoch erwartet, dass die nächste wichtige Entwicklung in der Wasserverwaltung mit GTA 6 zu sehen sein wird. Berichte deuten auf eine Version 9.0 von Rockstars RAGE-Engine hin, und für GTA 6 sind bis zu 20 technische Entwickler für die Wasserphysik allein eingesetzt worden. Insgesamt sind wir ehrgeizig darauf gewartet, dass diese Entwicklung bis zum Jahr 2025 erfolgt ist. Bis dahin können Spieler sich auf das beeindruckende Wasserrendering in Sea of Thieves freuen, das weiterhin in dieser Bereich hervorragt.
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