OsmoEngine 0.64

Ultrarealistische Wasser- und Wellensimulation

Wasser und andere Flüssigkeiten gehören zu den am schwierigsten zu simulierenden Substanzen. Reicht die Komplexität durch die Eigenschaften der Flüssigkeit selbst unter dem Einfluss der Gravitation noch nicht aus, können auch äußere Effekte wie Wind und Hindernisse hinzugenommen werden und schon scheitern die meisten Modelle – zumindest wenn es um eine Echtzeit-Simulation geht. Die Entwickler der OsmoEngine sind einer möglichst realistischen Darstellung einer Brandung samt Wasser und Gischt aber schon einen großen Schritt näher gekommen. In der Version 0.64 sind die Fortschritte klar zu erkennen und liefern beinahe schon fotorealistische Ergebnisse.

Obiges Video wurde auf einem System bestehend aus einem Intel Core i7-4820K und einer NVIDIA GeForce GTX 980 Ti in Echtzeit berechnet. Leider ist über die OsmoEngine im Netz recht wenig zu erfahren. Somit ist unklar, ob es sich um eine echte Eigenentwicklung handelt oder beispielweise die Unreal Engine 4 mit Erweiterungen verwendet wurde. Ebenso unklar ist damit, ob man sich bei der OsmoEngine rein auf die Simulation von Wasser bzw. Flüssigkeiten konzentriert hat oder auch weitere Aspekte einer modernen Game-Engine erstellt wurden. Vermutlich handelt es sich um eine spezialisierte Umsetzung des Wassers, die dann später in andere Engines integriert werden könnte.

Wir werden versuchen noch genauere Details zu den beiden Techdemos in Erfahrung zu bringen, in der Zwischenzeit wollen wir aber auch noch einmal auf die aktuelle Entwicklung bei NVIDIA verweisen, die bisher die besten Ergebnisse bei der Simulation von Wasser und Flüssigkeiten vorzuweisen haben – auch wenn diese noch immer nicht im vollen Umfang in Spielen anzutreffen ist.

Für die Simulation von Flüssigkeiten verwendet NVIDIA eine ähnliche Technik wie bei der Beleuchtungstechnologie VXGI. Dazu wird der Raum in ein 3D-Raster eingeteilt. Die dadurch entstehenden 3D-Würfel, die sogenannten Voxel, bekommen verschiedene Metadaten zugewiesen und werden schlussendlich sozusagen mit der Flüssigkeit gefüllt, sollte die Berechnung ergeben, dass diese den Würfel erreicht. Die zugewiesenen Eigenschaften können dabei sehr unterschiedlich sein und beispielsweis auch beschreiben, wie durchlässig der Voxel für das Licht ist und in welche Richtung sowie in welcher Farbe das Licht aus dem Voxel emittiert.

Für Flüssigkeiten werden ähnliche Werte genommen, z.B. in welcher Richtung die Gravitation wirkt, wie die Viskosität der Flüssigkeit ist und wie sich sich bei Interaktion mit anderen Voxeln verhalten soll. Zum Start der Maxwell-Architektur präsentierte NVIDIA eine entsprechende Umsetzung, die in Videoform ab Minute 2:50 zu finden ist.