Performancefreundlicher Modellbau zu EEP

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Performancefreundlicher Modellbau zu EEP

Um zu verstehen, worauf es beim Aufbau von 3D-Modellen mit dem Home-Nostruktor 13.0 seit Einführung der neuen Grafik-Engine in EEP entscheidend ankommt, werfen wir zunächst einen Blick zurück in die Vergangenheit und lassen diese Revue passieren.

Der Aufbau von virtuellen Modellen mit dem Nostruktor (von lat. nos = "wir" - d.h. wir, die als Konstrukteure tätig werden) geht zurück bis ins Jahr 1997. Von Anbeginn an für das Ur-Programm Eisenbahn.exe (damals noch ohne Beinamen) entwickelt, begleitet uns der Nostruktor über Eisenbahn.exe European Class (kurz EEEC) und alle nachfolgenden Versionen bis zum heutigen Versionsstand EEP 8.0. Hand im Hand mit der Entwicklung der Computergrafik ist man in diesen 14 Jahren bei EEP und zeitgleich auch beim Nostruktor von der ursprünglichen Programmierschnittstelle Open-GL™, und dem damaligen Validator-Rendering zunächst auf Direct3D, um das Jahr 2002 dann auf Direct-X© 8.0 und Ende 2004 schließlich auf Direct-X© 9.0c umgestiegen.

Dass sich die technologische Entwicklung der Software wie auch der Hardware in den letzten 10 bis 15 Jahren geradezu dramatisch beschleunigt hat, ist bekannt. Kurz vor der Jahrtausendwende konnte die Prozessortaktung wie auch die -leistung jährlich praktisch verdoppelt werden. Kaum hatte man einen Pentium© II 400MHz erstanden, konnte man nur wenig später bereits auf einen Pentium© III oder K7 mit 800MHz "umsatteln". Auch die Leistung der Grafikkarten mit Matroxx-, Voodoo- und Ge-Force-Chipsätzen hat sich von Jahr zu Jahr regelrecht überschlagen. Nicht mithalten mit diesem Entwicklungstempo konnte die Speicherkapazität - sowohl was den Haupt- als auch was den Grafikspeicher anbelangt. Entsprechend hoch blieb das Preisniveau, das sich lange Zeit konstant im Bereich zwischen extrem und unverschämt teuer bewegte.

Inzwischen haben sich die Verhältnisse umgekehrt: Während bei der Prozessor-Taktung nur eine geringe Steigerung zu verzeichnen ist, konnten die Speicherkapazitäten und Anzahl der Prozessor-Kerne deutlich erweitert werden. Von dieser Entwicklung sind die Grafikkarten nicht ausgenommen, vielmehr geht der Trend zu einem Grafikcomputer im Computer. Grafikkarten, hier insbesondere Doppelkarten mit Dual-GPUs, die zum Teil über leistungsstarke Kühlsysteme oder Wasser-Wärmetauscher und eigene Stromversorgung sowie über eine Armada von bis zu tausend Shader-Einheiten und nicht selten über 4GB extra-schnellen Grafikspeicher verfügen, sind in ihrem Arbeitsbereich der herkömmlichen Computer-CPU und dem RAM haushoch überlegen.

Wozu dieser ausführliche Prolog?
Eines der größten Probleme - für Programmierer wie auch für Konstrukteure - war über Jahre hin die Beschränkung bei der Texturierung, die sich sowohl auf die Größe als auch auf die Anzahl der Texturen bezog. Da der Speicherplatz knapp und das entsprechende Limit schnell erreicht war, sollten Texturen die Größe einer Briefmarke nach Möglichkeit nicht übersteigen. Wurde dieses Limit überschritten, führte es zur ständigen Auslagerung, was oft mit der Quantität der Polygone und Instanzen kompensiert wurde. Doch die Zeiten haben sich geändert. Was noch vor wenigen Jahren galt, weil die Prozessorleistung wuchs, während der Speicher nicht Schritt halten konnte, gilt heutzutage angesichts der mittlerweile eher gegenläufigen Entwicklung nicht mehr. Heute gilt es, die rasante Entwicklung als Chance zu begreifen und beim Modellbau für EEP 7.5 und 8.0 auch zu nutzen.

Versucht man, den Modellbau dem heutigen Stand der technologischen Entwicklung anzupassen, so ergibt sich ein neuer Leitfaden für den Aufbau von 3D-Modellen mit folgenden Punkten, die wir als "Die sieben goldenen Regeln" bezeichnen möchten.



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