Havok-Bibliothek: "Im Kontext bereichert Physik die Grafik sehr"

Zusammenbrechende Gebäude in Battlefield 4, die Gravitiy Gun aus Half-Life 2 und Bullet Time in Max Payne 2: Die Havok-Bibliothek ist für die Physik in vielen populären Spielen verantwortlich. Während vor zehn Jahren die Rätsel in Gordon Freemans zweitem Abenteuer besonders gelobt wurden, steht bei heutigen Titeln oft die Grafik im Vordergrund. "Was den meisten Spielern nicht klar ist: die Physik verbessert die Optik und wertet die Story auf", sagt Steve Ewart.

Der Ingenieur der Intel-Tochterfirma Havok arbeitet seit Jahren mit Entwicklern zusammen, um ihnen bei der Integration der Physikbibliothek zur Seite zu stehen. Noch vor der Jahrtausendwende zeigte Havok die erste Version der Middleware, die 1.x-getaufte Bibliothek verbreitete sich eher schleppend. 2003 gelang durch die Verwendung in Deus Ex und The Fall of Max Payne der Durchbruch.

Schon damals beherrschte Havok sogenannte Hard- und Soft-Bodies-Physik, insbesondere die Ragdoll-Animationen blieben Spielern im Gedächtnis. Auswirkungen auf Gameplay hatte Havok damals nur bedingt, Möglichkeiten wie dynamischer Rauch wurden selten genutzt. 2003 folgte die Version 2.x, der Fokus liegt auf der Playstation 2, einer in Teilen zerstörbaren Spielwelt und alle Welt feiert Half-Life 2. "Gravity Gun und Waschmaschine, mehr muss ich wohl nicht sagen", schmunzelt Steve Ewart.

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Havok-Historie (Foto: Marc Sauter/Golem.de)

Schon früh erkannte Havok, dass die GPU sich sehr gut für die parallele Berechnung von Physik-Effekten eignet. Das gemeinsam mit Nvidia auf der GDC 2006 vorgeführte Havok FX erreichte aber nie Marktreife - erst mit den aktuellen Konsolen Playstation 4 und Xbox One kehrt diese Art der Beschleunigung zurück. Ohnehin konzentrierte sich Havok seit 2004 auf CPU-Multihreading, auch die SPUs (Synergistic Processing Units) der Playstation 3 werden seit 2007 unterstützt.

Die nächsten Jahre optimierte Havok den Kernel, zugleich begannen immer mehr Spielestudios die Physik als zentrales Element ihrer zu erzählenden Geschichte zu begreifen: Heavy Rain wirkt 2010 durch seine Skelett-Physik überhaupt erst so lebensnah, noch viel deutlicher wird der Einfluss von Havok beim ebenfalls von Quantic Dream entwickelten Beyond Two Souls.

Ewart startet hierzu eine Kleidungssimulation von 2001. Der wallende Mantel der Spielfigur wirkt in der statischen, matschig texturierten Umgebung völlig deplatziert. Ganz anders im aktuellen Spiel von David Cage: Die Szene, in der sich das Ballkleid sanft um Jodie Holmes' Körper schmiegt, würde ohne Havok schlicht leblos erscheinen. "Die Grafik eines Spiels hat in den letzten Jahren einen viel höheren Stellenwert eingenommen, aber erst im heutigen Kontext wird klar, wie sehr die Physik die visuellen Komponenten eines Spiels bereichert", sagt Steve Ewart.

In Zukunft soll die Immersion daher verstärkt durch das Zusammenspiel aus Rendering und Physik entstehen: Dynamische Partikel sind nicht nur Effekthascherei, mit der Umwelt interagierender Rauch beispielsweise kann auch das Gameplay beeinflussen - etwa in Shootern. Wichtig ist hierbei die Geschwindigkeit, was beim bleibenden Fokus auf die CPU-Berechnung laut Ewart eines bedeutet: "Threading, Threading, Threading" . Die verbesserte Parallelisierung soll eine Verdopplung der Leistung bieten.

In Zukunft plant Havok nicht nur Physik und Grafik einander näher zu bringen, sondern auch CPU und GPU. Die Mitbewerber Bullet und PhysX bieten dies bereits, ein Half-Life 3 oder genauer die Source Engine 2 aber dürfte erneut Havok nutzen.