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CitizenCon 2953 - Die Zukunft der StarEngine

Star CitizenCitizenCon 2953 - Die Zukunft der StarEngine

Auf der CitizenCon 2953, die am 21. und 22. Oktober 2023 in Los Angeles stattfindet, wurde in einem der verschiedenen Panels der aktuelle Stand der StarEngine vorgestellt. Die StarEngine ist der Unterbau von Star Citizen sowie dessen Single-Player-Ableger Squadron 42. Als die Entwicklung vor 11 Jahren startete, griff das Team auf die CryEngine 3 zurück. Im Laufe der Jahre wurde die Engine jedoch so stark erweitert, dass ihr Ursprung kaum noch erkennbar ist. 
Das Panel auf der CitizenCon zeigte, welche Fortschritte in den vergangenen Monaten erzielt wurden und auf welche Neuerungen wir uns in den kommenden 12 Monaten freuen dürfen.
Inhaltsverzeichnis
  1. Der Vertical Slice der Star Engine
  2. Wolken, Nebel und Wetter
  3. Brandsimulation und -darstellung
  4. Upgrade für die Darstellung von Gewässern
  5. Weitere Errungenschaften der vergangenen Monate
  6. An diesen Technologien wird gerade aktiv gerarbeitet
  7. Statisches Server-Meshing
  8. Das komplette Panel erneut anschauen

Der Vertical Slice der Star Engine

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Wolken, Nebel und Wetter

  • Volumetrische Schatten von Wolken werden in die Atmosphäre geworfen und sind keine bloßen Effekte, sondern tatsächlich vorhanden. Diese Schatten sind von Bedeutung, um Unwetter, Stürme und Regen korrekt darzustellen.
  • Bodennebel variiert je nach Entstehungsort und reduziert das durch die Atmosphäre gestreute Licht.
  • Dieses Feature wird in Alpha 3.22, dem kommenden Update, enthalten sein.
Bodennebel in Star Citizen
Volumetrische Wolken in Star Citizen

Brandsimulation und -darstellung

  • Es ermöglicht die Berechnung von Bränden in Innenräumen von Raumstationen und Raumschiffen infolge von Schäden am jeweiligen Fahrzeug.
  • Aufteilung des betroffenen Raumes in Würfel mit einem Volumen von 1 Kubikmeter. Das Feuer entsteht in einem dieser Würfel und breitet sich solange aus, bis es durch Gegenmaßnahmen gestoppt wird.
  • Bei diesem Prozess wird das Material im Würfel analysiert. Basierend auf seinen Eigenschaften wie Masse, Dichte und Brenntemperatur wird die Ausbreitungsgeschwindigkeit berechnet.
  • Um das Feuer korrekt darzustellen, werden verschiedene Effekte auf die betroffenen Bereiche angewendet. Dazu gehören Shader, Partikel, Licht und Raucheffekte.
  • Ein weiterer Aspekt der Berechnungen ist, dass Charaktere Schaden erleiden, wenn sie sich zu nah am Feuer befinden oder ohne Helm Rauch einatmen.
  • Feuer können durch verschiedene Maßnahmen eingedämmt oder gelöscht werden. Hierzu zählen beispielsweise Feuerlöscher, die jedoch bei größeren Bränden oft nicht ausreichend sind, sowie das Entfernen von Sauerstoff.
Simulation bei Ausbrechen eines Feuers
Ausgebrochenes Feuer mit allen Effekten

Upgrade für die Darstellung von Gewässern

  • Das Ziel des Upgrades besteht darin, Gewässer möglichst realistisch aussehen zu lassen und sie konstant in Bewegung zu halten, sodass sie auf jeden Einfluss reagieren können. Diese Technik soll auf Gewässer jeder Größe, von Pfützen bis hin zu Ozeanen, angewendet werden.
  • Die Star Engine ermöglicht unter anderem eine korrekte Schattenberechnung, eine korrekte Darstellung von beleuchtetem Wasser sowie einen korrekten Übergang bei Nebel in Gewässer und Lichtbefall bei Wellengang.
Bisherige Darstellung eines Ozeans auf dem Mond Yela
Zukünftige Darstellung eines Ozeans auf dem Mond Yela
  • In Star Citizen soll Wasser bei jeder Berührung, sei es mit einer Kugel, einem Raumschiff oder einem Asteroiden, realistisch reagieren und entsprechende Wellen erzeugen.
  • Diese Wellen können sich gegenseitig beeinflussen, wenn sie sich berühren.
  • Star Citizen ist ein Sandbox-Spiel, bei dem die Berechnungen nicht vordefiniert sind, sondern auf unseren Handlungen basieren müssen, egal wie ausgefallen diese sind.
  • Die Simulation von Wellen wird fortgesetzt, auch wenn sich gerade keine Spieler in der Nähe befinden.
Wellenbewegungen in der Pfütze bei einem Charakter
Wellenbewegungen im Ozean mit einem Schiff

Weitere Errungenschaften der vergangenen Monate

  • Korrekte und dynamische Darstellung von Blut, Schweiß und Tränen an Charakteren.
  • Bessere Darstellung von entfernten Objekten
  • Es wurden verschiedene Upscaling-Technologien integriert, um den GPU-Verbrauch bei höheren Auflösungen zu reduzieren. Cloud Imperium Games hat neben AMD FSR2 und Nvidia DLSS 2 auch eine eigene Technologie entwickelt, um dieses Ziel zu erreichen. Das Team arbeitet bereits an der Integration von AMD FSR 3 und Nvidia DLSS 3. Es wird jedoch noch einige Zeit dauern, bis wir diese Option zur Verfügung haben.
  • Mit dem kürzlich veröffentlichten Alpha 3.21 wurde das Laden der benötigten Assets beschleunigt und optimiert.

An diesen Technologien wird gerade aktiv gerarbeitet

  • In Zukunft wird das darzustellende Gelände in der GPU als wiederverwendbare Textur generiert. Dadurch wird die CPU entlastet und das plötzliche Aufpoppen von Umgebungselementen soll stark reduziert werden.
  • Die Darstellung von Umgebungen wie Wäldern kann durch Auslagerung auf die GPU optimiert werden. Dabei bleibt lediglich die physikalische Berechnung naher Objekte bei der CPU. Diese Maßnahme erweitert den Sichtbereich erheblich.
  • Langfristig soll die Generierung von Planeten einfacher und schneller erfolgen, wobei die generierten Planeten noch einzigartiger aussehen sollen. Dabei sollen natürliche Prozesse wie Klima, Geologie, Erosion und der Einfluss von Bewohnern auf die Umgebung eine Rolle bei der Generierung spielen. Das Team hat verschiedene Optionen zur Generierung zur Verfügung, einschließlich der Verwendung von künstlicher Intelligenz.
    • Es gibt mehrere Faktoren, die eine Rolle spielen, wie beispielsweise die Entfernung vom Stern, die Leuchtkraft des Sterns und die Neigung des Planeten.
    • Lokale Faktoren, die die Generierung beeinflussen können, sind der Breitengrad des Gebiets, die mögliche Temperatur und Luftfeuchtigkeit sowie die Höhenlage.
    • Es gibt derzeit nur einen Prototypen dieser Technologie und es sind noch einige Verbesserungen daran vorzunehmen.
  • Es wird weiterhin aktiv am Gen-12 Renderer gearbeitet. Neben der kontinuierlichen Optimierung der Engine findet auch die Integration neuester Technologien wie Raytracing statt. Durch den Wechsel von DirectX auf Vulcan ist sogar eine Linux-Unterstützung in Zukunft möglich.
  • Mit Global Illumination soll in Zukunft eine neue Technik zur korrekten Beleuchtung von Objekten eingeführt werden. Anstatt die Beleuchtung eines Raumes global zu berechnen, wird dieser in Zukunft in verschiedene kleine Bereiche unterteilt. Dadurch wird eine realistischere Darstellung ermöglicht.
Verwendung der bisherigen Technik
Verwendung von Global Illumination
  • Mit der StarClothing-Technologie soll Kleidung in Zukunft korrekt dargestellt werden, selbst bei Bewegungen und äußeren Einflüssen wie Wind. Es soll keine Kollisionsprobleme mit dem Körper des Charakters und anderen Objekten geben. Gleiches gilt für die Technologie StarHair, die eine korrekte Bewegung der Haare basierend auf äußeren Einflüssen gewährleistet, ohne zu "glitchen". Beide Technologien werden am 22. in einer separaten Präsentation genauer vorgestellt.
  • Die Technologie Maelstrom ermöglicht eine physikalisch korrekte Zerstörung von Objekten. Dabei wird keine vordefinierte Animation verwendet, um den schrittweisen Schaden an einem Objekt darzustellen. Stattdessen wird der Punkt, an dem das Objekt beschädigt wird, korrekt dargestellt. Auch die betroffenen Materialien und ihre Eigenschaften sollen Einfluss darauf haben.

Statisches Server-Meshing

Das Server-Meshing ist eine entscheidende Technologie, um aus Star Citizen ein vollwertiges MMO zu machen. Das Team arbeitet bereits seit Jahren daran. Während der Präsentation wurde bekannt gegeben, dass vor drei Wochen eine erste funktionierende Demo der Technologie gezeigt wurde, wenn auch noch im kleineren Rahmen.
Funktionierende Demo des statischen Server-Meshing mit drei Server

Das komplette Panel erneut anschauen

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