In Unreal schaffen: Wie Voxel-Magie die Welt im Feuerwehr-Simulator zum Brennen bringt

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Feuerwehrsimulator Unreal Engine 4

Ein Flashover ist eines der dramatischsten Ereignisse, die in der gefährlichen Welt der Brandbekämpfung passieren können. Sobald ein Raum so lange gebrannt hat, dass er sich vollständig mit Rauch gefüllt hat, geht das Feuer endgültig aus. Aber gerade dann kann es besonders gefährlich werden.

Wenn Sie einen Raum haben, der sich mit Gas füllt, enthält er zu diesem Zeitpunkt im Grunde keinen Sauerstoff. Wenn Sie die Tür öffnen, wird… Der Kreativ- und Art Director von Firefighting Simulator, Gregor Koch, macht eine bedrohliche Pause.





…dann strömt Sauerstoff ein und es ist so heiß, dass sich alles entzündet – sogar das Rauchgas selbst beginnt zu verbrennen.

Die Explosionen, die wir in Spielen erleben, werden oft durch eine Kollision ausgelöst oder sind so programmiert, dass sie genau dann passieren, wenn wir ins Blickfeld treten. Aber im Firefighting Simulator passieren natürlich explosive Phänomene wie der Flashover, na ja, natürlich. Es ist eines der Ergebnisse der unvergleichlichen Feuersimulationsentwickler Chronos. So funktioniert das.

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Voxel im Trend



Feuerwehr Simulator Steam

Voxel sind eine Technologie, die am häufigsten mit einer früheren Ära des PC-Gamings in Verbindung gebracht wird – nämlich den hügeligen Ebenen von Outcast von 1999. Aber es sind die gleichen Stapel von Würfeln, die das Feuerausbreitungssystem von Chronos antreiben.

Die Ausbreitung von Feuer ist etwas, das Unreal Engine 4 standardmäßig nicht macht, betont Koch. Wir haben es tatsächlich von Grund auf neu aufgebaut.



Mit Zugriff auf den Quellcode der Unreal Engine 4 hat Chronos ein System entwickelt, das Voxel für jedes Stück Geometrie in der Spielwelt generiert. Einfache Wände, die nicht besonders kompliziert brennen, werden größeren, klobigeren Kuben zugeordnet – während Treppen und Sofas aus viel dichteren Ansammlungen winziger Voxel bestehen, um ihre Komplexität besser einzufangen.

Die Hauptidee dieses Systems ist, dass Feuer eine ziemlich komplexe Sache ist und eine Simulation von Feuer auf molekularer Ebene absolut unmöglich ist, sagt Koch. Aber Voxel, wenn sie richtig eingerichtet sind, ermöglichen es uns, dies in Echtzeit zu tun.



Das System ist automatisiert – es wäre wirklich problematisch, jedes Gebäude von Hand mit Voxeln zu befüllen. Chronos verwendet dann ein Pinsel-ähnliches Werkzeug, das sie für den Unreal Engine 4-Editor entwickelt haben, um feine Details zu bearbeiten – zum Beispiel eine Linie, der die Flamme entlang des Bodens folgen soll, um die Idee zu simulieren, dass ein Brandstifter dort Benzin verschüttet hat.

Die Leveldesigner und Künstler des Studios können festlegen, aus welchen Materialien ein Objekt besteht, was wiederum bestimmt, wie es brennt und ob es bricht. Wenn ein Teil der Geometrie etwas anderes hochhält, kann dies einen Kollaps auslösen.

Wenn die Feuersimulation durch die Voxel brennt, löst sie irgendwann auch Strukturschäden aus, sagt Koch.

Feuer simulieren

Feuerwehrsimulator

Sie werden keines dieser Voxel bemerken, wenn Sie Firefighting Simulator spielen. Die Simulation wird vollständig von einem zweiten Spielthread abgewickelt, der parallel zu dem läuft, was der Spieler sieht. Das Spiel visualisiert es nur, erklärt Koch. Der zweite Thread macht all das schwere Heben und Rechnen.

Diese Gewaltenteilung hat einen großen Vorteil: Das Feuerausbreitungssystem muss nicht 60 Mal pro Sekunde aktualisiert werden, passend zum Spiel selbst. Stattdessen kann es nur fünfmal pro Sekunde aktualisiert werden, was weitaus mehr Berechnungen ermöglicht, als wenn es direkt mit dem Hauptthread von Firefighting Simulator verknüpft wäre.

Auf dem Bildschirm werden nur die Informationen angezeigt, die Sie benötigen, um Entscheidungen über Leben und Tod zu treffen. Derzeit sind die Effektkünstler wirklich damit beschäftigt, die Feuereffekte besser aussehen zu lassen und die Funktionsweise der [Simulation] mit der Visualisierung für den Spieler zu verbessern, sagt Koch.

Zitat von Feuerwehrsimulator

Hinter den Kulissen arbeitet sich das Feuer durch die Simulation. Es beginnt, die Ebene Voxel für Voxel zu beanspruchen und reist unaufhaltsam nach oben in der Nachahmung der realen Hitze.

Jedes Voxel enthält Informationen über den verfügbaren Brennstoff, über seine aktuelle Temperatur, über die Zündtemperatur seines Brennstoffs und über die Verbrennungsmenge und die Art des Gases, das es beim Verbrennen entzieht, sagt Koch.

Das ist wichtig: Ein Stück Holz könnte Rauch erzeugen, aber ein Styropor-Objekt der gleichen Größe könnte einen Raum viel schneller mit giftigen Dämpfen füllen, mit schwerwiegenden Auswirkungen auf das Spiel.

Sobald in einem Raum etwas brennt, steigen der giftige Rauch und die Dämpfe an die Decke und füllen den Raum von der Decke abwärts, sagt Koch. Dann geht es durch die Fenster, wenn so etwas vorhanden ist – sonst füllt sich der Raum irgendwann nur noch mit Rauchgas und hört irgendwann auf zu brennen, weil das Feuer nur noch Rauchgas hat.

Feuerwehrsimulator

Und voila: ein Flashover. Natürlich können Sie das hoffentlich vermeiden, wenn Sie die Bewohner eines brennenden Gebäudes im Feuerwehr-Simulator retten.

Jetzt visualisieren wir das Feuer und wie wir es dem Spieler mit Partikelsystemen und volumetrischem Nebel aussetzen, sagt Koch. [Wir verwenden] alles, was wir uns einfallen lassen, damit ein Spieler, der ein bisschen Ahnung von der Brandbekämpfung hat, in die Flammen schauen und wissen kann, was los ist.

Showroom-Modus des Feuerwehrsimulators ist kostenlos auf Steam erhältlich. Unreal Engine 4 ist ebenfalls kostenlos.

In dieser gesponserten Serie untersuchen wir, wie Spieleentwickler die Unreal Engine 4 nutzen, um eine neue Generation von PC-Spielen zu entwickeln. Mit Dank an Epic Games, Chronos und Astragon.