Zum Fachsimpeln: Was ist für fotorealistische Grafik nötig bzw. ist sie möglich?

[TheManneken]

Hallo!

Gleich vorweg... nein, das hier soll keine Kaufberatung werden. Wie ich die beste derzeit möglich Grafik auf den Bildschirm bekomme, ist hier nicht gemeint. Es ist eher... warum sind Spiele noch nicht fotorealistisch?

Vor 10 Jahren kam Crysis raus. Für damalige Verhältnisse unglaublich gute Grafik, selbst von Fotorealismus wurde da gesprochen, also der Möglichkeit, virtuelle Bilder kaum noch von echten Bildern, also Fotos aus der realen Welt, unterscheiden zu können. Man brauchte für damalige Verhältnisse enthusiastische Hardware um das Spiel mit hohen Einstellungen auf 1280x1024 darstellen zu können. Heute ist das alles kalter Kaffee, die Grafik beeindruckt niemanden mehr.

Für GTA V gibt's Mods, die das Spiel wirklich schon fast fotorealistisch aussehen lassen. Aber auch nur fast... Um dies in 1080p genießen zu können, ist ebenso enthusiastische Hardware nötig. Fotorealismus? Moment... gab es das nicht 2007 schon?

Jetzt mal die Kernfrage meines Threads: Warum müssen Bildschirme immer größer und Pixel immer zahlreicher werden und ein Fernsehbild in PAL 720×576 hat immer noch mehr Realismus als ein in 4K oder gar 8K gerendertes Standbild...? Ist es überhaupt möglich, wirklichen Fotorealismus errechnen zu können oder ist die Technik Stand heute nicht mal in der Lage, ein 640x480-24p-Video in Echtzeit zu rendern, welches von einem mit Videokamera aufgezeichneten Video nicht zu unterscheiden ist? Wird das technisch überhaupt je möglich sein und wenn nicht: wo sind die Grenzen?

Ich kann mir aktuell gut vorstellen, dass wir technisch eher in der Lage dazu sein werden, Bilder direkt im Kopf entstehen zu lassen, die von "Zuschauer" als echt wahrgenommen werden, als ein künstlich erzeugtes Bild, egal ob in 2D, 3D/VR.

Wie seht ihr das?

 

[Madman1209]

Hi,

anschauliches Video dazu. Es gibt durchaus schon lange photo-realistisches Rendering.

Wird das technisch überhaupt je möglich sein und wenn nicht: wo sind die Grenzen?

die Techniken gibt es längst (REYES, Ray Tracing, Ray Casting etc). Das Problem ist die Performance. Solange die immer weiter steigt gibt es irgendwann zwangsläufig genug Leistung, so etwas auch in Echtzeit zu machen.

VG,
Mad

 

[Nilson]

Stichwort: Uncanny Valley

 

[Zensai]

Da gibt es diverse Ansätze.
Zum einen hat Euclideon vor einige Jahren eine Engine vorgestellt, die auf Voxeln basiert. Das war schon sehr beeindruckend.
https://www.golem.de/specials/euclideon/

da ists allerdings relativ ruhig.

Weitere Methode: Photogrammetrie, die wird u.a. in den SW Battlefront Reboots verwendet.


Dann gab es noch einen Ansatz, in dem das daurch verwirklicht wurde, dass stets nur der sichtbare Teil irgendwie aus 2D Images zusammengebaut wurde. Das war hier auch mal Thema, kann es aber nichtmehr finden und auch nur schwer beschreiben.

Ein großer Faktor dürfte die Rechenleistung sein.

Weiterhin stellt sich auch immernoch die Frage: Ist Fotorealismus wirklich gewünscht? Grade auch in VR? Viele Entwickler halten das für fragwürdig. Wenn man bei Fotorealismus angekommen ist, fällt die Unterscheidung zur Realität viel schwerer. Und was dann die Langzeitfolgen sind, wenn jemand ein Fotorealistisches Actionspiel in VR spielt, was macht das ganze mit seiner Psyche? Traumata sind da keineswegs ausgeschlossen.

Persönlich bin ich Verfechter von "Fast-Fotorealistisch bitte". Die Unterscheidung zwischen Virtuell und Real sollte IMHO immer zweifelsfrei möglich sein.

 

[Necareor]

Fotorealistische Darstellung sind im Bereich von z.B. Landschaften ja bereits in Echtzeit möglich, auch bei Tieren ist man da schon sehr nahe dran.

Das Problem bei der realistischen Darstellung eines Menschen liegt zum einen in der Komplexität, also der Unmenge an "beweglichen Teilen", die alle passend bewegt werden müssen, damit z.B. das Gesicht realistisch wirkt. Rein theoretisch wäre das sicherlich schon machbar, oder zumindest deutlich besser als in aktuellen Spielen und Filmen, aber es ist einfach noch viel zu weit weg von Wirtschaftlichkeit bei der Entwicklung/Produktion, bzw. der Leistung durchschnittlicher Gaming-Hardware.
Zum anderen aber liegt es auch an uns Menschen, denn gerade bei der Figur "Mensch" erkennen wir die fehlenden Realität deutlich besser als z.B. der Tierwelt. Es gibt so einige Szenen mit Tieren in z.B. dem letzten Dschungelbuch, da sind wir (für uns Menschen erkennbar) schon sehr nah dran.

Von daher: Abwarten, es kommt schon noch. Verbesserungen sind jedenfalls deutlich zu sehen, wenn man mal direkt vergleicht. Wir merken es wohl nur nicht, da wir uns zu schnell an bessere Grafik gewöhnen.

 

[Muffknutscher]

Ich würde fast behaupten, das es das schon gibt. Schau dir mal die Videos zum neuen Gran Turismo Sport an. Ich musste zwei mal hinschauen um zu bemerken, das es sich um ein Video aus dem Spiel handelt und nicht real aufgenommen worden ist.

 

[Taigabaer]

Wenn man einen echten Menschen in 3D "einscannt", ist es ein relativ einfaches 3D-Modell - und sieht trotzdem noch echter als die am hochkomplexesten "künstlichen" Menschen aus, und braucht weniger Rechenpower. Man müsste mal vergleichen, was da eigentlich genau der optische Unterschied ist. Ich finde es auch schade, dass es die Spieleindustrie immer noch nicht geschafft hat, Menschen "wie echt" darzustellen.

 

[Necareor]

Naja, bevor es die Filmindustrie mit gerenderten Bildern nicht schafft, brauch man der Spieleindustrie mit Echtzeit-Berechnung keinen Vorwurf machen.

 

[Titto]

Ich finde bei Replays von GT Sport oder Assetto Corsa sieht man erst auf den zweiten Blick, ob es ein Spiel oder ein echtes Video ist.
Und auch von der UnrealEngine gibts da coole Demos und Showcases, wo man es nur schwer erkennt.

Eine realistische Beleuchtung ist mMn der Knackpunkt, ob wir ein Spiel als fotorealistisch empfinden.

 

[firexs]

Problem ist doch meistens, ist nur 1 Objekt lieblos ins Spiel geklatscht, wirkt die ganze Szene nicht real. Manche spieleentwickler übertreiben es auch gerne mit Effekten. Wirklich schwer ist es halt, einfache Objekte mit Fehlern zu erzeugen. Denn wenn es perfekt ist, sieht es künstlich aus. So haben zb Steine und Mauern in 3d spielen stark zugelegt. Aber 2d Zähne bei 3d Gesichtern versauen den wow-effekt.

 

[-Ps-Y-cO-]

Hm!
Also die Filmindustrie Schafft es zumindest etwas zu Kreieren (hab den Film vergessen!) was Augenscheinlich die Realität ist, jedoch so abstrakt, dass es "geschaffen wurde" in manchem scenen gehen sogar die Frames runter ;D

aber mal beim Thema zu bleiben.
Schon 2005-2006 hat man ja von RayTracing gehört, es gibt wohl auch eine Map aus Quake 3 Arena welche mithilfe von RayTracing remastert wurde.
Ziemlich beeindruckend das Ganze.
Grade Glas oder Metall sieht in RayTracing beinahe exakt so aus wie in Echt.

Andere Beispiele die hier auch schon genannt wurden sind Photogrammetrie.
Kann jeder von uns Selbst machen. Es gibt Software die bspw. 200 Bildern Orte zuweisen kann anhand von Fixpunkten.
Diese Werden dann zusammen Geschnitten und es kommt quasi eine RAW-Datei raus
Diese wird bspw. in die Unreal-Engine oder eine beliebige übernommen und bearbeitet.
Unterschied? Keiner!

Nur müssen Spieleentwickler auf den Kleinsten gemeinsamen Nenner gehen, das ist der Massenmarkt des PC's
wie wir alle wissen, 1000€ PC's besitzen quasi einen i5-7350 mit GTX1050 (was sogar schon gehoben ist!)
mir kam bisher kein Spiel unter welches als Minimum ein solches System verlangt!
bis es dazu kommt, vergehen viele Jahre
und nun sind es schon 10-15 Jahre seit den ersten RayTracing Geschichten.

Also um mal auf deine Frage zu kommen.

Was ist für Fotorealistische Grafik nötig? -> Nicht viel! Eine gescheite Kamera, gute Software, Viel Arbeit.
Ist sie Möglich? -> Ja, um szenerien herzustellen definitiv. Um Spiele damit zu Veröffentlichen noch nicht.

 

[d4nY]

Eine realistische Beleuchtung ist mMn der Knackpunkt, ob wir ein Spiel als fotorealistisch empfinden.

This!

realistische Texturen und Objekt sind nicht so das Problem, aber eine echte Beleuchtung mit realistischen Schatten und Lichtreflexionen macht mMn den wahren Fotorealismus aus
Und schlechte Beleuchtung ist auch das erste was mit in Spielen negativ auffällt (auch von der Immersion her)

 

[Bartmensch]

Also ich war von "the vanishing of ethan carter" sehr beeindruckt.
Durch das Einbinden von echten Fotos als Textur wurde dort auch der Anschein von Fotorealismus erweckt.

Hab nochmal nachgelesen, die Technik nannte sich Fotogrammetrie.
Sieh auch: http://www.gamestar.de/artikel/the-...realistisch-dank-photogrammetrie,3057939.html

 

[Darkblade08]

Mich stört bei der Immersion eher das Gemeplay mancher Spiele . Grafik kann man ausblenden, repetitives Gameplay oder merkwürdiges Verhalten der KI schaden der Immersion meiner Meinung nach mehr.

Ansonsten stimme ich zu, Beleuchtung trägt zur Glaubwürdigkeit der Spielwelt bei. Aber es gehört halt mehr dazu, als nur "fotorealistische" Grafik.

 

[Duke711]

Wenn man einen echten Menschen in 3D "einscannt", ist es ein relativ einfaches 3D-Modell - und sieht trotzdem noch echter als die am hochkomplexesten "künstlichen" Menschen aus, und braucht weniger Rechenpower. Man müsste mal vergleichen, was da eigentlich genau der optische Unterschied ist. Ich finde es auch schade, dass es die Spieleindustrie immer noch nicht geschafft hat, Menschen "wie echt" darzustellen.

Ne Junge. Wenn man einen Menschen einscannt hat man je nach Auflösung einen Polygonberg vor sich, in der Regel weit über 10 Millionen Polygone und das schafft keine Grafikkarte in Echtzeit zu rendern. Darum sieht das ja auch so realistisch aus.
Das andere sind die Texturen. Auch hier ist wegen des Grafikkartenspeichers die Auflösung auf max 4K pro Texture begrenzt und selbst das reicht für eine nicht planare Oberfläche wie der von Haut nicht aus. Geht auch völlig ohne Textur, nur dann müssen aber die ganze Unebenheiten über Polygone dargestellt werden. Dann sind es Billionen von Polygone.
Am einfachsten sind planare Oberflächen wie Lack bzw. Metall. Das geht völlig ohne Texturen über Lichtbrechung.
Aber fotorealistische Spiele wird es niemals geben, dazu ist die Auflösung einfach viel zu gering.

 

[Madman1209]

Hi,

Aber fotorealistische Spiele wird es niemals geben, dazu ist die Auflösung einfach viel zu gering.

Nonsens. Sofern es auch nur das kleinste Bisschen an Entwicklung gibt muss zwangsläufig irgendwann der Zeitpunkt kommen, wo es von der Realität nicht mehr zu unterscheiden ist. Das ist schlicht eine Frage der Logik. Und "niemals" ist eine sehr lange Zeit wenn man bedenkt, wie weit wir die letzten 10 Jahre gekommen sind in Sachen Grafik. Der Satz stimmt so also definitiv nicht.

BTW: warum man dazu einen zwei Jahre alten Thread reanimieren muss entzieht sich meinem Vorstellungsvermögen.

VG,
Mad

 

[Faust2011]

muss zwangsläufig irgendwann der Zeitpunkt kommen, wo es von der Realität nicht mehr zu unterscheiden ist

Schau mal durchs Fenster, mach ein Auge zu und dann bewegst Du ein wenig den Kopf hin und her. Fällt Dir was auf? Meiner Meinung nach fehlt da die "3D-Komponente" und damit der Tiefeneindruck völlig. Da kann die Auflösung noch so hoch sein, die Texturen noch so super, das Schattenberechnungsverfahren noch so aufwändig, ... usw. für einen räumlichen Eindruck einer Szene kommst Du mit einem Auge (bzw. Monitor) niemals ran.

warum man dazu einen zwei Jahre alten Thread reanimieren muss entzieht sich meinem Vorstellungsvermögen

Ich finde das in diesem Fall und bei diesem Thema nicht hinderlich und die Diskussion eher spannend.

 

[mkossmann]

"fotorealistisch" heisst meiner Meinung nach : Man kann das gerenderte Bild nicht mehr von einem Foto unterscheiden. D..h. : Ein fehlender Tiefeneindruck , der auch bei einem Foto fehlt, ist kein Kriterium. Auch die Auflösung ist bei Fotos begrenzt. Unrealistisch wirkt ein gerendertes Bild eher dadurch, das das Dargestellte zu perfekt gleichmäßig wirkt. Was man aber auch durch übermäßige Bildbearbeitung bei Fotos erreichen kann.

 

[Madman1209]

Hi,

@Faust2011

schade dass es keine Technik gibt, mit der man für jedes Auge ein separates Bild erzeugen kann, was dann zu einem 3D Eindruck führt

@mkossmann

exakt so ist die Definition und genau so sehe ich das auch!

VG,
Mad

 

[Faust2011]

schade dass es keine Technik gibt, mit der man für jedes Auge ein separates Bild erzeugen kann, was dann zu einem 3D Eindruck führt

Ja, wirklich schade, dass da noch kein Hersteller auf diese Idee kam Aber so richtig "alltagstauglich" scheint es (noch) nicht zu sein.