War Thunder background
Das Sichtsystem in 1.53
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Mit Update 1.53 «Fire Storm» aktualisiert War Thunder seine Engine auf Dagor Engine 4.0, was durch einhergehende Änderungen am Sichtsystem zu merkbaren Änderungen im Spiel führen wird. Bevor wir darauf allerdings im Detail eingehen, wollen wir ein wenig weiter ausholen.


Teil I: Sichtbarkeit im Luftkampf

Wie definiert sich 'Sichtbarkeit' für Flugzeuge? Öfters hört man in Diskussionen, dass Flugzeuge "im echten Leben viel sichtbarer" seien, oder dass die Silhouette eines Flugzeugs "schon auf X Kilometer Entfernung sichtbar" wäre, während die Sichtweite im Spiel je nach Situation entweder als zu oder zu wenig sichtbar bezeichnet wird. Grundsätzlich gilt: Es ist weitaus einfacher ein Flugzeug über den verursachten Lärm auszumachen, als es mit dem Auge zu erspähen. An einem windstillen Tag bei klarem Wetter kann der Lärm eines Motors von zehn bis zwölf Kilometern Entfernung ausgemacht werden, während ein Flugzeug ohne Fernglas zwischen acht und zehn Kilometern erspäht werden kann.


Definieren wir die Sichtbarkeit eines Flugzeugs per Augenmaß, müssen folgende Fakten berücksichtigt werden:


Um im Rahmen unserer Simulation zu verstehen, was sichtbar ist und was nicht und warum, muss erst verstanden werden, wie die menschliche Sicht grundsätzlich funktioniert, wie Bilder auf Computer-Bildschirmen wiedergegeben werden und wie erstere auf zweiterer wiedergegeben werden kann.

Menschen verfügen um einen Sichtbereich von etwa 160x130 Grad. Die Winkelauflösung beträgt 1-2' (grob 0,02° bis 0,03°), was auf einen Kilometer Entfernung etwa 30 bis 60 cm bedeutet - diese Interpretation ist natürlich sehr vereinfacht, da das Auge unterschiedliche Belichtungsstufen verarbeiten muss und gleichzeitig aus 'komprimierten', mit der Zeit veränderten Daten Bildern erzeugt.

Beim peripheren Sehen ist unsere Sichtqualität deutlich verringert und beschränkt sich hauptsächlich auf die Erkennung von Bewegung, mit teils großem Verzerrungseffekt. Direkt vor uns erkennen wir in einem Sichtbereich von etwa 40° Bilder mit guter Auflösung - sofern wir über gesunde Augen verfügen!

Die mit A und B markierten Quadrate sind in identischem grau gefärbt. Doch welches Quadrat ist dunkler, A oder B? Obwohl sie beide in der gleichen Farbe gehalten sind, interpretiert unser Gehirn durch die Schattenwirkung und benachbarte Kontrasteffekte ein anderes Bild.

Gleichzeitig suchen unsere Pupillen in schneller Bewegungsfolge unseren Sichtbereich nach neuen Eindrucken ab. Dadurch wird die fehlende Information unseres so-genannten blinden Flecks, sprich den Bereich, den wir eigentlich nicht sehen können, kompensiert. Dank der Funktionsweise unseres Gehirns bemerken wir diesen blinden Fleck nicht. Ebensowenig bemerken wir die Verzerrung unseres peripheren Sehens. Unser Gehirn arbeitet konstant an der Erkennung, Rekonstruierung und Farbgebung von Objekten, sowie deren Form und Position.

Frontal und auf geringe Entfernung ist unser Gehirn in der Lage, aus den Daten unserer beiden Augen Informationen über Größe und Position des Objekts, das wir betrachten, zu verarbeiten. Dieser Effekt wird auch 'räumliches Sehen' genannt. Das theoretische Limit für diese Art von Sehen liegt bei etwa einem Kilometer, doch in Realität ist es auf etwa 100 bis 300 Metern beschränkt. Das Schließen eines Auges führt aber, erneut dank der Funktionsweise unseres Gehirns, nicht zu einer veränderten Welt - sie wird nicht sofort 'flach', auch wenn das räumliche Sehen eingeschränkt ist. 

In einer simulierten Welt bestehen Charaktere auf den oben genannten Entfernungen (100 - 300 Metern) im besten Fall aus einigen wenigen Pixeln. 

Technisch verfügt das Auge über etwa 120 Millionen Schwarzweiß- und 5 Millionen Farbrezeptoren, doch beim Transport dieser Information zum Gehirn findet Verlust statt. Das gibt, grob betrachtet, eine Bildrate von 75 FPS bei 30 Megapixeln.

Zum Vergleich: Die gegenwärtig besten Monitore funktionieren mit einer Auflösung von ~4096 x 3112 auf 60 FPS und erfordern extrem starke Hardware, um betrieben werden zu können. Gleichzeitig ermöglichen sie ein Sichtfeld von etwa 30° (auf flachem Untergrund), was - generell und bei gleichem Sichtfeld - keiner wirklich schlechteren Auflösung als der des menschlichen Auges entspricht, den Leuchtdichtebereich außenvorgelassen. Das Sichtfeld des menschlichen Auges ist jedoch um ein vielfaches größer, was den Monitor ähnlich einem Fenster mit Aussicht in unsere virtuelle Welt werden lässt. Und tatsächlich spielt die überwältigende Mehrheit der Spieler auf einer Auflösung von 1920x1080 oder weniger bei 60 bis 90 FPS, was um ein vielfaches schlechter ist als die Auflösung unserer Augen. Unser kleines 'Fenster' in die virtuelle Welt ist also grundsätzlich trüber und matter als die 'echte Welt', denn dem Monitor stehen nur 256 verschiedene Schwarzweißstufen zur Verfügung, während das Auge deutlich mehr erkennen kann.

Ein genauer Blick auf dieses Bild offenbahrt Marilyn Monroe.

Ungeachtet dieser Tatsache beträgt der Sichtbereich in nahezu 100% der Spiele etwa 90°. Dabei handelt es sich um eine Art Kompromiss zwischen den ~130° des menschlichen Auges und den 30 bis 40° die für gutes räumliches Sehen notwendig sind. Wichtig ist daher zu verstehen, dass dieser Kompromiss grundsätzlich zu einer verzerrten Wahrnehmung aller 'Größen' führt. Als Beispiel: Im populären Spiel 'Counter Strike' sind Karten in ihrer großen Mehrzahl nicht größer als 200 Meter, was deutlich unter der Entfernung für einen gezielten Gewehrschuss liegt, insbesondere bei Scharfschützengewehren.

Im echten Leben lässt sich dieser in Spielen allgegenwärtige Effekt am besten nachempfinden, wenn man sich die Bilder von sogenannten Action-Kameras wie der GoPro anschaut, die problemlos im Internet auf YouTube zu finden sind. Hier wird schnell sichtbar, wie klein Menschen wirken, die nur wenige Meter entfernt sind.

Bei einem solchen Sichtbereich ist es dann nicht verwunderlich, dass ein Flugzeug auf vier Kilometern Entfernung auf einem Full-HD-Monitor etwa vier Pixel breit und einen halben Pixel hoch ist, was - anders ausgedrückt - praktisch unsichtbar ist. Sogar auf zwei Kilometern beträgt die Stärke eines Flügels deutlich weniger als einen Pixel, während der Rumpf bestenfalls aus einem ganzen Pixel besteht. Das bedeutet, dass bei der normalen Spielersicht Flugzeuge bereits ab etwa zwei Kilometern zu flimmern beginnen, während sie auf vier Kilometern vollständig verschwunden sind. Selbst bei Verwendung der MSAA 4X Technologie sind Flugzeuge höchstens auf die zweifache Entfernung sichtbar, doch auch diese Werte sind viel zu klein.

Abgesehen von dieser Tatsache ist das menschliche Auge problemlos in der Lage, Geschwindigkeit z.B. in Form von Bewegung eines Objekts zu erkennen. Als Menschen sind wir darin deutlich besser als im eigentlichen Erkennen von Objektumrandungen. Auf einem Full-HD-Monitor stellt sich die Bewegung auf diese Entfernung allerdings als sogenanntes 'Aliasing' dar, in Form von Pixeln, die in schneller Folge auftauchen und wieder verschwinden. Diesem Effekt wirkt MSAA (und andere Anti-Aliasing-Technologie) allerdings entgegen. Insgesamt betrachtet bedeutet die Weiterentwicklung der Render-Technologie daher, das die virtuellen Welten zwar detailreicher werden, das Erkennen eines einzelnen, aus nur wenigen Pixeln bestehendes Objekts im Kontrast zu einem zunehmend detailreichen Hintergrund allerdings schwieriger wird.

Welche Farbe hat die Pille?

Wahrscheinlich versteht ihr spätestens jetzt, dass die Aufgabe, Dinge im Spiel 'wie im echten Leben' aussehen zu lassen, extrem schwierig ist. Das liegt vor allem daran, das es um einen mehr als zweifachen Faktor unmöglich ist, ein Objekt in einer Qualität darzustellen, die der Auflösung des menschlichen Auges entspricht, ohne dabei das Sichtfeld des Spielers drastisch einzuschränken. Das Heranzoomen im Spiel tut beispielsweise genau das - es gleicht den Sichtbereich des Spielers in etwa dem des menschlichen Auges an. Die aufgeführte Problematik ist der Anlass dazu, dass sich viele Spiele verschiedener Tricks bei der Dastellung spielinterner Objekte bedienen. 

In War Thunder wurde, bis vor Version 1.53, hauptsächlich ein Trick für den Flugzeugkampf verwendet, den wir 'Kontakte' oder 'Fliegen' nennen - ein spezielles Objekt, das einen visuellen Kontakt darstellen soll. Kontakte wurden dann gezeichnet, wenn ein Flugzeug zu verschwinden beginnt, da es Entfernungen erreicht, die mit weniger als einem Pixel dargestellt werden müssten. 

Gleichzeitig werden in den meisten Spielmodi auf bestimmten Entfernungen Markierungen gezeichnet. Diese Interface-Elemente dienen als Ausgleich der technischen Einschränkung unserer heutigen Monitore und heben erkannte Kontakte mit hellen Indikatoren hervor. In der modernen Kriegsführung des echten Lebens sind diese Freund-Feind-Markierung wichtiger Bestandteil des Hightech-Helms eines Piloten (oder Panzerfahrers) und helfen damit ein ähnliches Problem wie bei unserer virtuellen Welt zu kompensieren: Die schlechte Auflösung der verbundenen Kameras und des Displays des Helms selbst.

Die Oberfläche beider
Tische ist identisch.

Um Markierungen nicht etwa wie in der modernen Kriegsführung sondern als Simulation des Eindrucks der Realität eines Piloten in der Zeit um den Zweiten Weltkrieg wirken zu lassen, werden die Markierungen abhängig von verschiedenen Faktoren wie Sichtbarkeit, Helligkeit, Nebel oder Wolken gezeichnet. Berücksichtigung findet auch, ob ein Objekt betrachtet wird, dem die Sonne direkt im Rücken steht oder ob es relativ hoch am eigenen Horizont steht (denn die Erkennung eines Flugzeugs mit dem Festland als Hintergrund ist auch im echten Leben deutlich schwieriger). Mit Update 1.53 wurden diese Mechaniken insgesamt aktualisiert, verbessert und für den Spieler eindeutiger gestaltet - doch das behandeln wir entweder in einem eigenen Artikel oder in den Update-Informationen zu 1.53.

In unseren Simulator-Schlachten, die die Schlachten des Zweiten Weltkriegs mit maximaler Authentizität wiedergeben sollen, gibt es keine Markierungen, da wir das realistische Bild nicht mit fremden Elementen versehen möchten. Das bedeutet allerdings, das Fahrzeuge deutlich schwieriger als im echten Leben erkennbar sind - was vergleichbar damit wäre, einen Flug in der echten Welt aus der Sicht einer Action-Kamera zu betrachten, die um den Kopf des Piloten geschnallt ist. Tatsächlich ist die Situation im Spiel wahrscheinlich sogar besser, da hier viel Arbeit investiert wird, um das Bild durch Bearbeitung 'lebensecht' darzustellen, was eine Videokamera nicht tut - im Detail bedeutet das, das hier 'Kontakte' gezeichnet werden, wenn Flugzeuge nicht mehr sichtbar sind. Bevor diese Kontakte allerdings gezeichnet werden gibt es Momente, an denen ein Flugzeug sehr schwer zu erkennen ist - es handelt sich schließlich nur um wenige Pixel. Bereits zu diesem Zeitpunkt einen 'Kontakt' über das 'tatsächliche' Bild zu zeichnen würde bedeuten, Orientierung und Manöver des Flugzeugs nicht länger erkennen zu können. Resultat ist, das auf "mittleren" Entfernungen Flugzeuge vor 1.53 schnell aus dem Blickfeld verschwinden konnten, sofern sie nicht mit Markierungen versehen waren.



Eine F4U aus der 3. Person auf 1,5 km Entfernung im Vergleich zu 2 km Entfernung mit 1.53

Mit Update 1.53 wird dem Spiel eine weitere Detailstufe hinzugefügt, die speziell für Flugzeuge auf mittleren Distanzen verwendet wird. Praktisch bedeutet das, dass das Spiel das Flugzeug in einem anderen Blickwinkel und mit höherer Auflösung (durch Super Sampling Anti Aliasing) darstellt, sodass es nicht völlig aus der Sicht verschwindet.

Daraus folgt, dass ein Flugzeug auf mitteren Distanzen zwar klein, aber noch immer erkennbar dargestellt wird, ohne den Verlust von Form oder Umriss. In Zusammenspiel mit dem neuen Rendering, das die Karten hinsichtlich Lichteinwirkung und Diffusion realistischer macht (und damit zu geringerem Kontrast auf hohen Entfernungen führt), können wir so die Sicht- und Verfolgbarkeit von Zielen in Luftschlachten deutlich verbessern, was das Schlagen von Schlachten angenehmer macht.

Wir hoffen, dass den Flugbegeisterten unter euch dieses innovative Konzept gefallen wird.

Gleichzeitig haben wir die dynamische Reichweite für Bildzeichnung um das acht bis 16-fache erhöht. Nun wird es auf kürzere Reichweite nicht mehr dazu kommen, dass ein Schimmern auf dem Flügel eines Flugzeugs verschwindet, bevor es sich einer benachbarten, nicht schimmernden Oberfläche angleicht. Das bedeutet, dass Orientierung und Manöver von Flugzeugen nun präziser ausgemacht werden können.


Teil II: Sichtbarkeit in Landschlachten

Während das größte Hindernis für die Sichtbarkeit in der Luft neben großen Entfernungen die eingeschränkte Bildschirmauflösung ist,  dann sind das größte Hindernis in Landschlachten vor allem 'natürliche' Barrieren - Häuser, Gras, Bäume und Büsche. Grundsätzlich versperrt Gras die Sicht nur in der Richtschützenansicht, da die Standard-Außenansicht einen relativ guten Blick hinab auf den Zielpunkt ermöglicht und es damit in der Regel möglich ist, sogar über hohes Gras auf Hügeln hinwegzusehen. In der Richtschützenansicht ist die Situation allerdings anders: Hier kann es durchaus passieren, dass das Gras auf der Anhöhe eines Hügels die Sicht versperrt. Im echten Leben besteht dieses Problem für Panzer natürlich auch, hat allerdings wenig Gewicht, da hohes und dichtes Gras eine relativ seltene Klimaeigenschaft auf Schlachtfeldern ist. Daher gibt es in War Thunder in den Einstellungen die Möglichkeit zum Ausschalten der Darstellung von Gras in der Richtschützenansicht - damit wird das Spiel einfacher und der Unterschied in den Spielmechaniken zwischen Spielern auf unterschiedlichen Grafikeinstellungen angeglichen.

Die Sichtbarkeit für große Objekte, wie Häuser, Berge und Hügel, wird serverseitig kalkuliert. Der Spiel-Client erhält keinerlei Informationen über Fahrzeuge, die sich völlig außerhalb der Sicht des Spielers befinden, da sie durch große Objekte verdeckt oder weit entfernt sind. Mit Update 1.53 wurde das gesamte Erkennungssystem (Übertragung von Markierungen) überarbeitet. Bis einschließlich 1.51 erhielt der Spiel-Client nur Informationen über die Fahrzeuge, die direkt im Sichtfeld, oder die innerhalb eines gewissen 'Geräuschradius' (Wachsamkeit) liegen, der bei schießenden Feindfahrzeugen erhöht war. Die Erkennung, also das Auftauchen einer Markierung, wurde vom Grad der Verdeckung des Fahrzeugs beeinflusst. Besatzungs-Eigenschaften (Sicht auf große Entfernung) beeinflussten die Erkennungsradii, doch der Grad der Verdeckung blieb ausschlaggebender Faktor. Die Aktionen der Besatzung wurden nahezu nicht berücksichtigt. Auf größere Entfernungen erschienen Markierungen dann, wenn ein Verbündeter ein Fahrzeug in Reichweite als aktives Ziel aufgeschaltet hatte.

Mit 'Fire Storm' wurde diese Mechanik fundamental geändert. Landfahrzeuge schauen nun in einem relativ schmalen Kegel 'nach vorn' in die eigene Ausrichtung und, in einem breiteren aber kürzeren Kegel, 'um sich' je nach Ausrichtung der Spieleransicht. Eine Mannschaft auf Rekruten-Niveau 'erkennt' (sprich, erhält Informationen über die Präsenz durch den Server) ein verdecktes Landfahrzeug (das sich z.B. weder bewegt noch schießt) auf eine Distanz von 500 bis 750 Metern (diese Zahlen sind vorläufig und können sich noch ändern). Eine voll ausgebildete Mannschaft schafft das auf die zwei bis dreifache Entfernung. Gleichzeitig wird ein Fahrzeug in Bewegung oder während des Schießens sofort aufgedeckt (selbst wenn es nur mit MGs feuert) und wird damit auch auf größere Entfernung sichtbar. Das entspricht sehr der Funktionsweise der menschlichen Sicht im echten Leben. In Zukunft werden wir möglicherweise noch die Aufklärung und den Tarnanstrich in die Kalkulation einfließen lassen, d.h. Farbe des Anstrichs gegen den Hintergrund und Größe des Fahrzeugs falls mit Fernglas oder Richtschützenansicht nach Zielen gesucht wird.

Eure Panzerbesatzung wird nun automatisch Nachrichten über die Positionen feindlicher Fahrzeuge empfangen und senden. Die Distanz, auf die eure Mannschaft Ziele mit Hilfe von verbündeten Funknachrichten ausmachen kann, hängt nun von der Fähigkeit des Funkers ab. Nachrichten werden dann übermittelt, wenn ein Fahrzeug unter Beschuss steht, einen Feind getroffen oder ins Visier genommen hat. Im Spielmodus Realistisch, wo es keine Markierungen über Feinden gibt, werden bei Aufklärung für eine Weile Indikatoren auf der Karte platziert, um den Sichtkontakt für die Teammitglieder zu dokumentieren. Wir hoffen, dass sich mit diesen Änderungen das Potential taktischer Möglichkeiten erhöhen wird - Hinterhalte oder das Anschleichen an nichtsahnende Feinde sollte nun eine valide Taktik sein, da der Feind euch nicht erkennt, ehe ihr nicht geschossen habt. Hinzu kommt, dass gut koordinierte Aktionen innerhalb des Teams nun zu belohnenden Ergebnissen führen können.

Neben größeren Objekten und dem Gras gehören Bäume und Büsche zu den Hauptelementen, die die Sichtbarkeit und Aufklärung von Gegnern beeinflussen. Einige Spieler von War Thunder verwenden die Grafikeinstellung 'Minimum' nicht weil sie über einen schwachen Computer verfügen, sondern weil sie damit einen gewissen Vorteil in der Schlacht erhalten möchten. Weniger Büsche um das eigene Fahrzeug vereinfachen das Zielen und auf größere Entfernung kann das Fehlen von Bäumen ein Einflussfaktor sein. Und obwohl die Anzahl dieser Spieler begrenzt ist, hat die Existenz dieses potentiellen Vorteils für einige Spieler auf leistungsstarken Systemen, die das Maximum an Grafikpracht aus dem Spiel herausholen wollten, die Stimmung getrübt. Leider war das der Preis für einen sehr vereinfachten aber leistungsstarken Renderer für extrem veraltete Grafikkarten.

Mit Update 1.53 hat die Entfernung, auf die Bäume gezeichnet werden, einen deutlich geringeren Stellenwert, da die Aufklärungsentfernung nun eher von den Mannschaftsfähigkeiten und der Aktivität des Gegners abhängt. Ferner werden, dank der verbesserten Leistungsfähigkeit der Dagor Engine 4.0, Bäume und Büsche nun bei allen Grafikstufen (bis einschließlich Hoch) in gleicher Anzahl auf die gleiche Entfernung dargestellt. Auf minimalen Einstellungen verbleibt der leicht erhöhte Nebel auf große Entfernung.

Die erhöhte Baum-Sichtbarkeit kann einen kleinen Effekt auf die Leistungsfähigkeit gewisser Systeme haben. Dieser sollte allerdings nicht groß ins Gewicht fallen, da sich die Optimierung des Grafikmodus Minimal generell verbessert hat.


Die Veränderung im ULQ (Minimum) Modus:


Die Veränderung im ULQ (Minimum) Modus:


Schon bald werdet ihr diese Änderungen selbst mit War Thunder Update 1.53 ausprobieren können. Wir hoffen, euch wird gefallen, was wir euch mit 'Fire Storm' zu bieten haben!

Euer War Thunder Team

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