Spiele sind in unserer Gesellschaft seit Jahrhunderten verankert. Mit der digitalen Medien- (R)evolution haben sich auch Spiele weiterentwickelt und bilden neben Musik und Film einen der stärksten Wirtschaftszweige der Unterhaltungs-Industrie.
Ein Schema im Bereich der Videospiele hat sich als besonders efolgreich herausgestellt: die Simulation virtueller Welten und deren interaktive Erlebbarkeit. Grundlage für diesen Erfolg bietet die permanente Weiterentwicklung der technischen Basis, auf der diese Spiele basieren. Bestandteile dieser Technik sind u.a. die grafische, die akustische und die interaktive Komponente. Die Evolution im technischen Bereich ist stark an die Entwicklung der zugrunde liegenden Hardware gekoppelt. Die Applikationen entwickeln sich analog zur Hardware mit. So war es in der jungen Vergangenheit scheinbar undenkbar, volumetrische Wolken, korrekt berechnete Materialien oder etwa eine exorbitant hohe Anzahl an Polygonen zu berechnen. Diese enge Verknüpfung zwischen Hardware und Software führt zu dem schönen Effekt, dass die SpielerInnen jährlich mit dosierten Neuerungen beschenkt werden. Im Hinblick auf authentische Welten bedeutet dies vor allem die Verbesserung von Optik und Interaktion. Mit Interaktion spreche ich insbesondere vom Grad der Freiheit, die einem eine virtuelle Umgebung bieten kann. Angefangen von einfachen Aktionen wie dem Öffnen einer Tür, oder einem Ball, der korrekt vom Boden zurückspringt oder abrollt, bis hin zu komplexen Animationen wie dem Fahrverhalten eines Rennwagen. Basierend auf der physikalischen Simulation haben sich Computerspiele massiv weiterentwickelt. Die Simulation aufwändiger Effekte und Phänomene ist im Prinzip nur abhängig vom Aufwand, der dafür betrieben wird. Diese Arbeit hat sich aber u.a. zum Ziel gesetzt, die Entwicklung im Kontext einer gebräuchlichen Hardware zu betrachten. Insbesondere gilt das Interesse den gebräuchlichsten Videospiel-Geräten, den Konsolen. Durch das von Microsoft zur Verfügung gestellte Framework XNA, ist es möglich als Independent-Entwickler Applikationen für die XBox 360 zu entwerfen.
Als Forschungsbereich für diese Arbeit wurde die realistische Animation von Fluiden ausgewählt. Fluide, also Gase und Flüssigkeiten, sind bis jetzt noch nicht sehr verbreitet in Spielen vorzufinden. Das Interesse an der annähernd realistischen Fluid-Simulation ist vor allem durch die hohe Qualität der Ergebnisse begründet. Es ist nicht möglich, etwa Rauch der ein Objekt umfließt, oder Flüssigkeiten durch schnelle Approximation in vernünftiger Qualität zu reproduzieren. Die Entwicklung der Hardware, insbeondere massiv-paralleler Systeme, erlaubt es, Fluide als interaktive Bestandteile in Echtzeit-Umgebungen zu integrieren. Die vorliegende Arbeit gibt einen umfassenden Überblick zu Flüssigkeitssimulation und Darstellung.
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