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Test und Technik-Check: Battlefield 3

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Seite 6: Test: Battlefield 3 Grafik - Teil 2

Damit Battlefield 3 bei der Beleuchtung und den vielen Details nicht zu einer Ruckelorgie verkommt und die Daten rechtzeitig an den Ort der Berechnung kommen, sorgt ein extra Thread für das Streaming. Dank DX-11 wird die CPU so entlastet und kann sich um andere Aufgaben kümmern. Techniken wie Instancing sorgen obendrauf dafür, dass unnötige Sachen die Berechnungen nicht behindern und alles so verlangsamen. Insgesamt sollen so bei einem Multiplayer-Gefecht je nach Detail-Stufe und Einstellungen locker bis zu 1 GB oder noch mehr an Daten und Texturen vorhanden sein. Bei den maximalen Details und Kantenglättung plus extremer Auflösung macht sich ein großer VRAM dann bemerkbar. Spätestens an dieser Stelle sollte klar sein, warum DICE ein 64-bit OS empfiehlt.Weitere Highlights in puncto Beleuchtung hat die Frostbite 2 Engine natürlich parat. So kommen noch Radiosität, SSAO, HBAO und viele Post-Processing-Effekte hinzu. Bei ersterem handelt es sich um eine indirekte Beleuchtungstechnik der Firma Geometrics. Hier wird Licht von einem Objekt auf ein anderes ausgestrahlt. Am Ende entsteht ein weiches Licht, welches auch dort ist, wo es Schatten gibt. Dies erzeugt insbesondere in Innenräumen eine lebensechte Atmosphäre.

Weiter geht es mit SSAO und HBAO. Dabei handelt es sich um eine Technik, die die Schatten von Objekten und deren Wechselwirkungen untereinander berechnet. Diese Methode erfordert allgemein sehr viel Leistung, sorgt aber für eine wesentlich natürlichere Umgebungsbeleuchtung. SSAO ist für schwächere Systeme sowie die Konsolen geeignet und HBAO fordert potenten Grafikkarten ordentlich etwas ab.

BF_3_AUS

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BF_3_SSAO

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BF_3_HBAO 

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Hier sieht man den kleinen aber feinen Unterschied zwischen keiner Umgebungsbeleuchtung im ersten Bild, SSAO und HBAO im letzten Bild.

Um das Bild inklusive Beleuchtung noch weiter zu verbessern und noch realistischer aussehen zu lassen, bedient DICE sich unzähliger Post-Effects. Dazu zählen Bloom, Color-Grading, Bewegungsunschärfe, Tiefenunschärfe, Shader-Kantenglättung und viele weitere Effekte. Bei letzterem werden gleich zwei Modi eingesetzt, um die Kanten so gering wie möglich zu halten und damit eine glaubwürdigere Umgebung auf den Bildschirm zu zaubern. Der eine Modus ist das MSAA oder auch Multisampling Antialiasing. Diese Art der Kantenglättung erfasst alle unschönen Kanten, die durch die Berechnungen an der Geometrie entstanden sind. Anschließend bietet das Grafikmenu noch einen zusätzlichen Modus an. Dieser nennt sich Postprocessing Antialiasing. Im Prinzip verbirgt sich dahinter das FXAA, welches mittels gewissen Filtern das Bild insgesamt glättet und so noch die restlichen Kanten erfassen soll.

Auch hier kann man wieder den Unterschied zwischen den jeweiligen Einstellungen erkennen.

Natürlich haben wir noch etwas experimentiert und versucht das Maximum aus der Grafik herauszuholen. Wenn man ganz genau hinsieht, so sind immer noch ganz winzige Kanten und Treppen zu sehen. Diesen unschönen Effekt bringt das Rendering mittels Polygonen nun mal mit sich. Dank einer brute-force Methode lässt sich dies aber umgehen. Und zwar werden mittels Downsampling so ziemlich alle Kanten „geglättet“.

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Der Trick dahinter ist ganz einfach. Die Grafikkarte berechnet die Bilder in einer viel höheren Auflösung, als sie im Endeffekt auf den Bildschirm gebracht werden. So werden fast alle Kanten erfasst und geglättet. Das Resultat ist ein viel ruhigeres Bild ohne nervige Treppeneffekte. Allerdings hat diese Methode einen entscheidenden Nachteil – sie frisst Leistung, viel Leistung!

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Für unsere Benchmarks verwendeten wir die Szene auf dem Flugzeugträger. Wie man den Minimum-FPS entnehmen kann, war unser Testsystem mit dieser Methode zwar noch nicht gänzlich überfordert, hatte aber schon ganz schön zu kämpfen. Auch für dieses Problem bot sich eine Lösung an, nämlich das Übertakten. Was es im Endeffekt gebracht hat, sieht man sehr schon anhand des Diagramms.

 

BF3-Bench1

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Nach einem Takt von 975 MHz für die GPU und 2201 MHz für den Speicher kam ein leicht besseres Ergebnis heraus. Mit durchschnittlichen 30 FPS, die sich aus den 21 FPS als Minimum und 43 FPS als Maximum ergeben, lässt es sich noch gerade so spielen, dafür aber mit fast gar keinen Kanten mehr. Ohne Downsampling und sonstige Optimierungen ergibt sich folgendes Bild:

 

BF3-Bench2

Wenn das alles wäre, was wir auf dem Bildschirm zu sehen bekämen, so würde das Bild noch lange nicht annähernd realistisch wirken. Bei der Frostbite 2 Engine entschied sich DICE dafür Partikel und die Effekte um dieses Thema auszubauen. In puncto Partikel weiß die Engine zu beeindrucken. Mittels Havok-Physik werden beispielsweise beim Rauch mehrere tausend Partikel sowie deren Schatten berechnet, wenn beispielsweise die Funken durch die Gegend fliegen. Damit diese Schatten auch volumetrisch und nicht zu plastisch und künstlich wirken, muss ein sogenannter Z-Test durchgeführt werden – das kostet auch etwas Leistung, sieht dafür auf der Detailstufe Ultra aber richtig gut aus.

BF_3_10-Grafik

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Wo wir schon beim Thema Havok-Physik sind: Die Frostbite-Engine ist natürlich auch in der Lage die Umgebung so zu simulieren, dass diese auf ihre Umwelt und die Einflüsse reagiert. Genauer gesagt sind die Objekte in der Spielewelt zerstörbar. Steht man beispielsweise während eines Multiplayer-Gefechts hinter einem Betonpfeiler und hofft so noch etwas Deckung zu finden, wird man schnell eines Besseren belehrt werden. Von der Deckung bleibt bei heftigem Kugelhagel am Ende nicht mehr viel übrig. Laut DICE soll mittels einprogrammierten Masken bzw. „Kugeln“ die Zerstörung von jedem Teil der Grafik möglich sein. Nach unzähligem Filtern, Vergrößern und Erweitern der Grafik entsteht ein stimmiges und realistisches Gesamtbild.

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Ein weiteres Highlight stellen die Animationen der Figuren da. Wer schon den Singleplayer-Teil gespielt hat, dem ist sicher nicht entgangen, wie flüssig und lebensecht sich die KI bewegt. Sei es das Abrollen nach dem Sprung von einer Mauer oder der Übergang vom Laufen in die Hocke, während Deckung gesucht wird – all diese Sachen sorgen in der Gesamtheit für eine stimmige Atmosphäre und lassen den Spieler tiefer ins Geschehen eintauchen. Laut EA ist dies ein großer Schritt in Richtung Realismus bei Shootern; bisher wurde das ANT-Animationssystem nur bei den FIFA-Spielen eingesetzt.

 

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Der vierte Punkt in der Liste der aufregenden Highlights der Frostbite 2 Engine ist die Darstellung von Terrain. Diese Stärke spielt die Engine in weitläufigen Arealen komplett aus und zeigt was sie drauf hat. Sehr schön zu sehen ist dies beispielsweise im Singleplayer-Modus während der Panzerfahrt durch die Wüste.

Solche Szenen benötigen einige Techniken und Kniffe, bevor sie so aussehen. In erster Linie werden die Texturen für die Terrains, welche in relativ simpler Ausführung auf der Festplatte liegen, zur Grafikkarte geschickt. Dort erhalten sie den eigentlichen Informationsgehalt. Wenn man gleich die Information mit allem Drum und Dran über den PCI-Express-Bus schicken würde, so hätte man am Ende kaum noch Bandbreite für andere Aufgaben und Daten zur Verfügung. Mittels Tesselation werden die Daten nun aufgefrischt und angereichert. Die Polygone der jeweiligen Landschaft werden nun in Abhängigkeit von der Distanz des Spielers zum Objekt zerkleinert und verfeinert. Nach einer gewissen Anordnung der Polygone sieht das Bild am Ende der Berechnung wesentlich feiner und detaillierter aus. Mithilfe von Displacement-Mapping wirken die Silhouetten der Landschaften bzw. Berge in diesem Fall noch einmal deutlich realistischer. Laut DICE sollen auf der Hoch- oder Ultra-Stufe bis zu 900.000 Vielecke oder Polygone im Einsatz sein.

BF_3_13-Grafik

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Nachdem die eigentliche Landschaft nun fertig ist, werden abschließend noch hochauflösende Pixeltapeten gestreamt und Büsche, Gras, Bäume, Felsen und andere Objekte hinzugefügt. Diese sollen übrigens im Multiplayer-Modus bei allen Spielern vorhanden sein, um die Chancengleichheit zu erhöhen.

Auch beim Sound hat DICE mal wieder nichts falsch gemacht. Im Gegenteil, jede Granate die explodierte, jeder Schuss, der abgefeuert wurde, jede Kachel, die von der Wand platze und in tausend Teile zerbrach, jeder Schritt auf dem Boden klingt so, wie er es auch sollte. Mit unserem 5.1-System war es ein Hochgenuss die Explosionen mitzuerleben oder angespannt die Schritte beim Multiplayer-Gefecht zu orten. So muss das sein.

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