Die Entwicklung der Grafik und der Grafikhardware

 

Inhalt:

Der Reiz der Spiele

Wenn man aktuelle Spiele wie Half Life oder Quake 3 sieht, dann merkt man wie schnell sich die Grafik weiterentwickelt hat. Doch auch die Spielidee ist eine ganz andere geworden. Während die Spielprogrammierer in den Achtziger- und frühen neunziger Jahren noch mit viel Witz oder kniffeligen Rätseln versucht haben die Spieler an den Bildschirm zu fesseln, legt man heute mehr Wert auf Licht und Soundeffekte um eine fesselnde Atmosphäre aufzubauen.


Pacman PC-Version


Net-Pong PC-Version

Seit Spielen wie Doom oder Quake hat sich ein riesiger Markt an Ballerspielen aus der Ich-Perspektive ergeben. Ego-shooter werden sie genannt und das Prinzip ist bei allen Spielen ähnlich aufgebaut. Man rennt durch virtuelle 3D-Welten und schiesst mit verschiedenen Waffen auf alles was sich bewegt. So war es zumindest am Anfang. Doch besinnen sich manche Spielehersteller wieder an die Anfänge und versuchen den Spielen wieder mehr Spieltiefe zu geben. In den letzten Jahren haben sich verschiedene Genres vermischt und jetzt lässt der Spieler auch mal seine Waffe stecken und muss den Kopf benutzen um ein Rätsel zu lösen. Oder er muss einen bestimmten Sprung machen, um eine andere Seite zu erreichen. Es vermengen sich also eindeutig die Elemente aus Ballerspiel, Adventure, und jump’n run. Die  besten Beispiele sind Titel wie Half Life, Tomb Raider oder System Shock 2.

Trotzdem werden die Grafik- und Audioeffekte immer wichtiger für den Erfolg eines Spiels. Die Hardwarehersteller unterstützen diesen Trend natürlich und überfluten den Markt mit neuen technischen Features die heute noch kein Spiel ausnutzt. So haben sich diverse neue technische Möglichkeiten ergeben um eine Szene realistischer darzustellen. Die vielversprechensten neuen Techniken sind da wohl das Transforming und Lightening (T&L), und die Texturkompression. Beide sind in der neuesten DirectX-Version integriert und werden bisher nur von wenigen Spielen unterstützt. Um einmal die unglaubliche Entwicklung der graphischen Fähigkeiten eines PCs zu demonstrieren gibt es an dieser Stelle ein paar Screenshots von bekannten Spielen.


Half-Life


Quake 3 Komprimierte Texturen


System Shock 2


Unreal mit komprimierten, hochauflösenden Texturen

 

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Die add-on Grafikkarten

Diese Entwicklung der graphischen Möglichkeiten steht eng im Zusammenhang mit der Entwicklung der Hardware. Erst durch immer schnellere Prozessoren und mehr Arbeitsspeicher konnten die Spiele immer aufwendiger werden. Die wichtigste Entwicklung für den Grafikrealismus war allerdings die 3D- Beschleunigung der Grafikkarten. Sie entlastet den Prozessor und übernimmt die Polygonberechnung. Anfangs erschienen sogenannte 3D- Zusatzkarten die über ein Loop- Kabel mit der vorhandenen Grafikkarte verbunden wurde. Die bekannteste dieser Grafikkarte, ist sicher die Voodoo Karte von der Firma 3DFX. Seit ihrer Markteinführung 1996 machte die Voodoo 1 aus einem P100 System noch eine ganz brauchbare Spieleplattform. 3DFX hat damals den Chip geliefert und diverse Grafikkartenhersteller haben Karten herausgebracht die auf diesem Chip basierten. Die Konkurrenz hielt sich in Grenzen. Es gab zwar später einige Produkte wie z.B. die Matrox M3D die auf einem Matrox –eigenem Chip basierte, oder die ATI Rage, aber an Geschwindigkeit und Grafikqualität konnte kaum einer mit der Voodoo mithalten. Die anderen Produkte hatten wohl auch ihre Vorzüge, aber 3DFX hat mit der hauseigenen 3D-Schnittstelle genannt „Glide“ einen Standard gesetzt und unter Spielern praktisch den Markt beherrscht. Im März 1998 erschien dann noch die Weiterentwicklung der Voodoo-Karte, die Voodoo2 die jetzt auch mit entsprechend grosser Speicherbestückung von 12 MB zu haben war. Ausserdem bot diese Karte ein ganz besonderes Feature für den Hardcoregamer: mittels eines internen Verbindungskabels konnte man zwei Voodoo2- Karten über den sogenannten SLI-Modus parallel betreiben. Bei ca. 400-500,- DM pro Karte sicher keine günstige Angelegenheit, aber das Beste was man bei Erscheinen der Voodoo2 -Karte in seinem Rechner haben konnte. Auch heute ist diese Lösung noch immer bei vielen Sockel 7 Systemen zu finden, weil sie schnell ist und nahezu jedes moderne 3D-Spiel diesen Chip unterstützt. Aber die Marktbeherrschende Stellung von 3DFX sollte nicht länger unangetastet bleiben.

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Die 2D/3D-Grafikkarten

Andere Grafikchiphersteller arbeiteten eifrig an 2D/3D-Lösungen mit ebenfalls grosszügig ausgelegter Speicherbestückung. Wie der nVidia TNT – Chip. Ein solcher Chip bot dem Spieler 2D und 3D- Darstellung mit einer Karte. Das war besonders für die Leute erfreulich, die gelegentlich auch noch mal etwas anderes mit Ihrem Rechner machen wollten und keine 2-3 PCI Steckplätze nur für die Grafik entbehren wollten. Die Karten mit dem TNT- Chip waren mit 16 MB Speicher bestückt und wurden auch für den neu erschienenen AGP- Slot hergestellt. Die Verwendung des AGP-Slots hat den Vorteil, dass Texturen schnell in einen reservierten Bereich des Hauptspeichers ausgelagert werden können.

Die Konkurrenz wie S3, Matrox, ATI und auch 3DFX hatte da nicht so schnell etwas entgegenzusetzen. S3 versuchte viel zu spät mit dem Savage3D zu kontern, Matrox brachte die G200 auf den Markt und 3DFX veröffentlichte eine 2D/3D Kombikarte mit einem überarbeitetem Voodoo2 Chip – die Voodoo Banshee. Bei Spielern hatte der Banshee-Chip gegenüber dem TNT den grossen Vorteil, dass er auf den bei Spielern beliebten Sockel7- Systemen sehr viel stabiler lief. Die Karten mit dem Banshee konnten mit den TNT-Karten konkurrieren. Sie boten ebenfalls 16 MB Speicher haben die Spielerszene aber mit mangelhafter Glideunterstützung enttäuscht. Außerdem hatte nVidia schon wieder einen neuen Chip in der Entwicklung. Die neuen Generationen erschienen jetzt immer schneller und nVidia teilte seit dem TNT den Markt der Spieler in 2 Teile: Die Benutzer der 3DFX und die Benutzer der nVidia Produkte.

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Heute und die Zukunft

nVidia bringt noch vor Erscheinen des Voodoo3 den TNT2 auf den Markt. Karten mit dem Voodoo3 Chip sind zwar unglaublich schnell, aber der TNT2 kann 32 MB Speicher ansprechen und mit einem schnellen Prozessor im System sind jetzt Auflösungen mit 1024x768 bei 32 Bit Farbtiefe möglich. Selektierte Chips werden immer höher getaktet und erreichen damit immer höhere Frameraten. Karten mit diesen Chips erkennt man meistens an den Namenszuätzen „Ultra“ „Pro“, „Exxtreme“ oder anderen aussagekräftigen Namensgebungen. Die Konkurrenz hat aber nachgezogen und mittlerweile interessante Chips auf den Markt gebracht. S3 hat momentan noch den Savage4 auf dem Markt der zwar Geschwindigkeitsmässig nicht mit der Konkurrenz mithalten kann, aber Texturkompression unterstützt und in 32 Bit rendern kann. Dieser Chip wird jetzt durch den neu erschienenden Savage 2000 abgelöst. Matrox hat mit dem G400 wieder einen Chip auf den hauseigenen Karten die mit TNT2 und Voodoo3 konkurrieren können und das neue Feature Environmental Bump Mapping bieten. Wasser und spiegelnde Flächen können mit dieser Technik wesentlich realistischer dargestellt werden. ATI hat nach dem Rage Pro jetzt den Rage Maxx auf den Markt gebracht. Auf der Rage Fury Maxx werden in der grossen Version zwei parallel arbeitende Chips verwendet. Ein System das man noch von der Voodoo2 von 3DFX kennt. 3DFX steht kurz davor den Voodoo4 und 5 zu veröffentlichen. Und nVidia hat den G-Force auf dem Markt der mit bis zu 64 MB Speicher, Transform & Lightning und mit je nach Karte superschnellem DDR-RAM den Ton bei den Spielern angibt. nVidia hat einen neuen Chip kurz vor der Marktreife und Matrox wird bei Veröffentlichung dieses Artikels wahrscheinlich schon eine verbesserte Version des G400 und kurze Zeit später den G800 auf den Markt gebracht haben. Damit werden die Spiele vielleicht wieder noch ein Stück realistischer und schneller laufen als bisher.

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