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Cebit 2007 - Mehr als 30mal höhere Grafikbeschleunigung

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Echtzeit-Ray-Tracing
, so heißt die neue, interaktive Visualisierungstechnik, die nun auch für den Computer daheim zugänglich gemacht wurde. Verantwortlich dafür sind die Informatiker der Universität des Saarlandes, die es geschafft haben die Technologie programmierbaren Grafikkarten zugänglich zu machen. Dadurch erweitert sich der Einsatzbereich auf den einzelnen PC, denn bisher war diese Technologie mehreren Rechnern, zusammengeschaltet in einem Cluster, vorbehalten, da nur diese die enorme Rechenleistung aufbringen konnten. Ziel ist natürlich der Massenmarkt und in Zukunft wesentlich realistischere Computerspiele entwickeln zu können.
Wer der Vorstellung dieses neuen Ansatzes der Technologie live beiwohnen möchte kann auf der Cebit 2007 die Präsentation im Future Talk der Computergraphiker um Prof. Dr. Philipp Slusallek miterleben. Weiter geht es unter "read more".Der Vorteil von Echtzeit-Ray-Tracing liegt darin, dass sich der Spiele-Entwickler voll und ganz auf das Design des Spielgeschehens konzentrieren kann, da im Gegensatz zu bisherigen Methoden komplexe optische Beleuchtungseffekte automatisch und in Echtzeit simuliert werden können. Spiegelungen, Lichtbrechungen und indirekte Beleuchtung werden immer physikalisch korrekt wiedergegeben und die Bilder so immer viel naturgetreuer aussehen. Komplexe optische Effekte werden in Spielen exakt simuliert, ohne jegliche Art von Tricks, wie sie bisher angewandt wurden. Die Programmierer von Computerspielen können damit einzelne Objekte oder ganze Szenen durch Ray-Tracing viel realistischer darstellen. Da der Designer sich eben viel mehr auf anderes konzentrieren kann wird die Entwicklung von Computerspielen wesentlich vereinfacht, so werden beliebige Kombinationen von optischen Effekten automatisch und ganz ohne zusätzlichen Aufwand immer korrekt und realistisch dargestellt. Zusätzlich kann Ray-Tracing auch dazu benutzt werden, Kollisionen zu erkennen und zu vermeiden und die einfache Sicht in Spielen zu simulieren. Das wurde beispielhaft für das Spiel Quake-4 demonstriert.

Bisher war die hohe erforderliche Rechenleistung das ausschlaggebende Hindernis für die Spieleindustrie. Durch neue Algorithmen und angepasste Datenstrukturen gelang es den Saarbrücker Computergraphikern erstmals die extrem hohe Rechenleistung von Graphikprozessoren (GPUs) effektiv auch für Ray-Tracing zu nutzen. Sie erreichen bei einfachen Szenen über 50 Mio. Strahlen pro Sekunde und selbst bei relativ komplexen Szenen noch mehr als 11 Mio. Strahlen - ein Faktor 30 schneller als die bisher besten Ergebnisse auf GPUs. Doch damit ist das Ganze noch längst nicht ausgereizt, weitere Optimierungen sind noch möglich und dadurch eine weitere deutliche Beschleunigung zu erwarten ist.

Auf der CeBIT 2007 zeigen die Mitarbeiter von Professor Slusallek am Messestand der Universität des Saarlandes (Halle 9, Stand B 65) folgenden Themen:

- Echtzeit-Ray-Tracing auf GPUs: Automatischer Photorealismus für die Spiele-Entwicklung,
- Entwicklung eines speziellen Ray-Tracing-Chips (D-RPU) in ASIC-Technologie, um Ray-Tracing zukünftig auch auf einem einzelnen PC in Echtzeit berechnen zu können,
- schnelle und hochrealistische Darstellung von großen Landschaften (mehr als 81x81 km) mit Milliarden von Bäumen und Billionen von Blättern unter korrekter Beleuchtung von Sonne und Himmel,
- Anwendung der Ray-Tracing-Technologie in der Automobilindustrie zur realistischen Darstellung von Automodellen direkt aus den CAD-Systemen der Hersteller,
- Neue Ansätze um dynamische Szenen effektive mit Ray-Tracing darstellen zu können.

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