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Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

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  1. Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

    Autor DekenFrost 01.10.12 - 12:50

    Voxel engines gibt es ja inzwischen wie sand am Meer, bisher hat es aber noch kein Entwickler Team geschafft einen funktionsfähigen Prototypen zu zeigen der den Anforderungen der modernen Spiele-industrie gerecht wird.

    Die Versprechen klingen immer sehr verlockend (wenn auch teilweise utopisch) und es wäre sehr interessant wenn es tatsächlich irgendwann zur marktreife reicht.

    Es ist in jedem Fall interessant darüber nachzudenken und man sollte solch eine Technik nicht von vorne rein verdammen .. aber man sollte auch skeptisch bleiben, da alles was bisher gezeigt wurde einfach nicht für den heutigen Spielemarkt praktikabel war.

    Alles in allem dauert es wohl noch eine ganze Weile bis wir das erste "richtige" voxel basierte Spiel sehen werden.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 01.10.12 12:53 durch DekenFrost.

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  2. Re: Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

    Autor ggggggggggg 01.10.12 - 12:54

    sehe ich genau so. Und selbst wenn man eine den Durchbruch schaffen sollte, bezweifel ich, dass herkömmliche Engines von heute auf morgen verschwinden.

    Da ist der letzte Satz im Artikel schon etwas zu optimistisch imo.

    "Auch hier gab es viel Aufregung und Kommentare, denn wenn die Versprechen wahr werden, sind Polygon-Engines wirklich in den nächsten paar Jahren Geschichte."

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  3. zu jung?

    Autor fratze123 01.10.12 - 13:09

    comanche, armored fist, outcast.
    um nur mal einige "richtige" voxel-spiele aufzuzählen.

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  4. Re: Der unheilige Graal der GPU-Industrie...

    Autor LX 01.10.12 - 13:10

    Die Shader-Engines heutiger High-End-GPUs sind leider ziemlich stark auf ebenjene Engines optimiert, die mit den Volumen-Pixeln aus dem Markt gedrängt werden sollen. Natürlich kann man mit geschicktem Einsatz der Shader-Languages trotzdem die vorhandene Leistung auch für Voxel verwenden, nur die Optimierungen sind dann eben nicht mehr so hilfreich.

    Abgesehen davon sind die Datenmengen, die für eine solche Engine bei hoher Qualität benötigt werden, immer noch extrem groß; natürlich gibt es auch hier Ansätze, diese gezielt zu komprimieren, aber praktikable Lösungen, die auf durchschnittlichen Systemen mit allen benötigten Animationen/Effekten etc. flüssig laufen, lassen bisher noch auf sich warten.

    Gruß, LX

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  5. Nicht in der Lage zu lesen?

    Autor cHaOs667 01.10.12 - 13:21

    fratze123 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > comanche, armored fist, outcast.
    > um nur mal einige "richtige" voxel-spiele aufzuzählen.
    DekenFrost schrieb:
    "Voxel engines gibt es ja inzwischen wie sand am Meer, bisher hat es aber noch kein Entwickler Team geschafft einen funktionsfähigen Prototypen zu zeigen der den Anforderungen der modernen Spiele-industrie gerecht wird. "
    Und die moderne Spieleindustrie hat ganz andere anforderungen als sie die alten Voxel Engines erfüllen können.

    Ich habe nichts gegen Voxel Engines und Commanche oder The Shadow of The Third Moon habe ich damals sehr sehr gerne gespielt aber diese Uralt Engines lassen sich nur noch ansatzweise mit dem vergleichen was z.B. eine Unreal Engine 3 bietet.

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  6. Re: Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

    Autor niabot 01.10.12 - 13:21

    So schön das mit den Voxel-Engines auch immer klingen mag. Letztlich scheitern sie nahezu alle an den typischen Problemen:

    * Sehr hoher RAM-Verbrauch (Notlösung: Generierte oder sich stark wiederholende Geometrie)
    * Renderinggeschwindigkeit nur bei statischer Geometrie zufriedenstellend (Notlösung: Dynamische Objekte in Polygongrafik, oder transformed Instancing [keine sich verbiegenden Objekte])
    * Schattenberechnung (dynamisch) sehr schwierig ohne typisches Flackern zu erstellen.

    So lange aber all diese Punkte nicht gelöst sind, wird es dieser Ansatz sehr schwer haben.

    Unlimited Detail:
    * sich stark wiederholende Geometrie (Instancing)
    * keine dynamischen Objekte
    * zappelige Schatten

    Atomontage:
    * generierte Geometrie oder kurze Sichtweite oder geringe Auflösung
    * dynamische Objekte in Polygongrafik realisiert
    * Schatten machen guten Eindruck.

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  7. Re: zu jung?

    Autor kerub 01.10.12 - 13:26

    fratze123 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > comanche, armored fist, outcast.
    > um nur mal einige "richtige" voxel-spiele aufzuzählen.

    Leider nicht ganz richtig. Bei allen drei Spielen wird das Terrain aus Voxeln berechnet, die Modelle wie Häuser und natürlich Figuren bestehen aber aus Polygonen. Also eine Art Hybrid. Crysis verwendet übrigens eine ähnliche Engine zur Darstellung der Landschaft.

    Bisher (soweit ich weiß) noch nicht so einfach möglich, und daher für sinnvolle Anwendung nutzlos, sind eben die für Videospiele sehr wichtigen Animationen und Physikberechungen. Aber vielleicht ändert sich das ja bald.

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  8. Re: Der unheilige Graal der GPU-Industrie...

    Autor niabot 01.10.12 - 13:29

    Gerade in letzter Zeit haben sich GPUs immer mehr zu Allzweckprozessoren entwickelt. Hoch optimierte Pipelines für Polygongrafik sind dort kaum noch zu finden, da nahezu alles über Shaderprogramme (Fragment, Vertex, Geometry) gesteuert werden kann. Dies kommt der Voxelgrafik und anderen Anwendungen stark entgegen. Von einem "aus dem Markt gedrängt werden sollen" kann also nicht die Rede sein. Viel mehr gibt es einfach keine Engine die optisch gut und schnell genug ist ohne extreme Mengen RAM zu benötigen oder auf dynamische Vorgänge zu verzichten. Die Theorie dahinter ist zwar vermeintlich sogar simpler, aber die Optimierungen sind extrem schwierig, besonders hinsichtlich dynamischer Vorgänge.

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  9. Re: Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

    Autor tingelchen 01.10.12 - 14:20

    Die Anforderungen an den Rechner haben heutige Polygon-Engines auch. Denn je höher die Qualität eines Modells sein soll, desto höher wird der Speicherverbrauch. Der Speicherverbrauch wird anhand diverser Tricks reduziert. Angefangen von einfachen Texturen über Replacement Mapping bis hin zu Tesselation. Nichts jedoch ersetzt die reine Masse an Dreiecken eines Modells.

    Man sollte dabei auch nicht vergessen das sich diese Techniken über Jahrzehnte entwickelt haben. Voxel Engines haben sich nie durchgesetzt und sind eine Randerscheinung. Mit dem Ergebnis das niemals intensiv an Optimierungen gearbeitet wurde.

    Man sollte auch nicht vergessen das wir heute ganz andere Rechner haben. Wir tragen heute kleine Mini Supercomputer mit uns herum. Alias SmartPhone. Die ein vielfaches an Rechenleistung besitzen als ein alter Pentium III. Heutige GPU's sind wahre Rechenmonster und mittlerweile um ein vielfaches komplexer als die neusten CPU's von Intel oder AMD.
    Speicher haben wir mittlerweile auch mehr als genug. War man damals noch mit 32MB Video RAM schnell an den grenzen, so haben wir heute teils über 6GB RAM als Hauptspeicher und 1GB bis 2GB auf der Grafikkarte. Das ist mehr als wir vor nicht all zu langer Zeit als Festplattenplatz hatte ;)

    Ich denke das größte Problem ist, das man bei den Voxel Engines gleich von 100% realistischen Bildern ausgeht und unbedingt mehr zeigen muss als die neuste Polygon Engine leistet. Auch bei einem Crysis 3 oder der nächsten Unreal Engine sieht man noch immer die gleichen schwächen. Pixelbrei, Polygonflackern, scharfe Kanten, Platte Flächen und bei weiten Sichten bei Terrain das allseits beliebte aufpoppen von ganzen Gebirgszügen.
    Hohen Detailgrad findet man auch bei Polygon Engines nur bei statischen Objekten. Sobald ein Objekt jedoch animiert wird, geht die Polygonauflösung schnell in den Keller.


    Ich will damit nicht sagen das diese Engine nun das Ende der Polygon Engines Einleuten wird. Daran glaube ich auch nicht. Der Entwickler ist jedoch eher willig sein Werk zu zeigen :) Das muss man ihm zu gute halten. Wir werden es erleben.

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  10. Re: Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

    Autor DekenFrost 01.10.12 - 14:53

    tingelchen schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > [...]


    ++

    schöne zusammenfassung, hätt ich nicht besser sagen können.

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  11. Re: Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

    Autor niabot 01.10.12 - 15:21

    tingelchen schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Die Anforderungen an den Rechner haben heutige Polygon-Engines auch. Denn
    > je höher die Qualität eines Modells sein soll, desto höher wird der
    > Speicherverbrauch. Der Speicherverbrauch wird anhand diverser Tricks
    > reduziert. Angefangen von einfachen Texturen über Replacement Mapping bis
    > hin zu Tesselation. Nichts jedoch ersetzt die reine Masse an Dreiecken
    > eines Modells.

    Korrekt. Dennoch ist es bei optisch vergleichbarem Detaillevel viel weniger. D.h. man kann mit wesentlich weniger Speicherverbrauch gleich detailliert wirkende Objekte darstellen. Eine Tatsache die für Polygongrafik spricht und an der sich auch mit Optimierungen kaum was ändern lässt.

    > Man sollte dabei auch nicht vergessen das sich diese Techniken über
    > Jahrzehnte entwickelt haben. Voxel Engines haben sich nie durchgesetzt und
    > sind eine Randerscheinung. Mit dem Ergebnis das niemals intensiv an
    > Optimierungen gearbeitet wurde.

    Natürlich wurde hier viel Arbeit in Optimierungen investiert. Aber der Grund war eben die Einfachheit -> Performance. Sollte sich die Performance der Rechner weiterhin so drastisch weiterentwickeln wie bisher, könnte es durchaus sein das Teile der Engines und später auch ganze Engines auf eine neue Technik umsteigen. Die Grafikkarten öffnen sich in dieser Richtung ja auch immer mehr. Sei es OpenCL, CUDA oder was auch immer. Ob am Ende aber Voxel genutzt werden oder gar was ganz anderes ist noch nicht wirklich abzusehen.

    > Man sollte auch nicht vergessen das wir heute ganz andere Rechner haben.
    > Wir tragen heute kleine Mini Supercomputer mit uns herum. Alias SmartPhone.
    > Die ein vielfaches an Rechenleistung besitzen als ein alter Pentium III.
    > Heutige GPU's sind wahre Rechenmonster und mittlerweile um ein vielfaches
    > komplexer als die neusten CPU's von Intel oder AMD.
    > Speicher haben wir mittlerweile auch mehr als genug. War man damals noch
    > mit 32MB Video RAM schnell an den grenzen, so haben wir heute teils über
    > 6GB RAM als Hauptspeicher und 1GB bis 2GB auf der Grafikkarte. Das ist mehr
    > als wir vor nicht all zu langer Zeit als Festplattenplatz hatte ;)

    Natürlich. Aber wie schon geschrieben sind wir bei der sparsameren Polygongrafik noch nicht dort wo die Reise hingehen soll. Erst wenn wirklich eine Steigerung der Anzahl von Polygonen keinen Gewinn mehr bringt und es nur noch um die Umsetzung von Dingen geht für die sich Polygone nicht wirklich eignen (im Artikel angesprochene physikalische Interaktionen), dann wird man andere Ansätze implementieren.

    > Ich denke das größte Problem ist, das man bei den Voxel Engines gleich von
    > 100% realistischen Bildern ausgeht und unbedingt mehr zeigen muss als die
    > neuste Polygon Engine leistet. Auch bei einem Crysis 3 oder der nächsten
    > Unreal Engine sieht man noch immer die gleichen schwächen. Pixelbrei,
    > Polygonflackern, scharfe Kanten, Platte Flächen und bei weiten Sichten bei
    > Terrain das allseits beliebte aufpoppen von ganzen Gebirgszügen.
    > Hohen Detailgrad findet man auch bei Polygon Engines nur bei statischen
    > Objekten. Sobald ein Objekt jedoch animiert wird, geht die Polygonauflösung
    > schnell in den Keller.

    Das gleiche Problem, nur drastischer, trifft auch auf Voxelgrafik zu. Objekte durch die Gegend zu schieben (Fahrzeuge, Mechanische Teile) sind dabei nicht das Problem. Problematisch sind gerade animierte Charaktere bzw. allgemein Objekte die sich verbiegen können sollen. Da gibt es zwar auch Ansätze, aber allen ist gemein das sie an das hunderfache der Rechenleistung von Polygongrafik brauchen. Da fällt die Wahl für Spieleentwickler sehr leicht.

    > Ich will damit nicht sagen das diese Engine nun das Ende der Polygon
    > Engines Einleuten wird. Daran glaube ich auch nicht. Der Entwickler ist
    > jedoch eher willig sein Werk zu zeigen :) Das muss man ihm zu gute halten.
    > Wir werden es erleben.

    Da wird noch eine Revolution kommen müssen. Irgendwann ist der Punkt erreicht. Aber bis dahin ist Voxelgrafik keine echte Alternative, da egal wie gut man optimieren würde sie stets aufwändiger bleiben würde. Ihr Vorteil liegt in der Flexibilität. Also müssen wir quasi warten bis der Punkt erreicht ist wo ein mehr an Polygonen keinen gesteigerten Realismus mehr verspricht. Erst dann wird sich das Bild ändern. Erst langsam. Aber der Bedarf wird die Forschung ankurbeln, wodurch sich dann die Performance schnell steigern wird. Aber solange ist es eben noch ein kleiner Wunschtraum.

    Die größten Performancekiller sind bei Voxelgrafik dynamische Objekte, Kollisionen, dynamisches Licht und Schatten. Alles Dinge die bei Polygongrafik sehr viel einfacher/performanter umgesetzt werden können.

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  12. Re: Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

    Autor teenriot 01.10.12 - 15:46

    tingelchen schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Ich denke das größte Problem ist, das man bei den Voxel Engines gleich von
    > 100% realistischen Bildern ausgeht und unbedingt mehr zeigen muss als die
    > neuste Polygon Engine leistet.

    Ich glaub das Problem ist das man überhaupt aufs visuelle fixiert ist.
    Ich glaube vielen Kritiker würden Augenblick verstummen wenn sie live bedienen könnten, was andere sich bis jetzt nur vorstellen können. Nämlich eine echte konsistente Welt. Eine Welt die schlicht funktioniert. Keine Echtwelt mit Quantenphysik, aber immerhin eine Welt mir eigenem Regelwerk. Das bedeutet das man nicht wie heute durch die Spiele rennt und nach 2 Stunden weiß welche Objektklasse was macht und was inwiefern begrenzt mit was reagiert. Das bedeutet das man in der Welt ist und alles machen kann was einem beliebt.

    In Zukunft wird man die virtuelle Welt 'erfühlen' und dieses Gefühl wird viel intensiver sein als jede noch so fotorealistische Grafik.

    Wer meint ich singe übertriebene Arien, möge sich mal genau überlegen wie es sein kann das Minecraft mit seiner C64-Grafik binnen extrem kurzer Zeit zur eigenen Kultur wurde.

    Man muss erst die Welt erschaffen und dann das Licht.
    Das hat Gott auch so gemacht.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 01.10.12 15:48 durch teenriot.

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  13. Re: Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

    Autor cortex83 01.10.12 - 16:26

    Frostbite2 und die neue Unreal 4 Demo zeigen das die Polygonbasierte Lösung völlig ausreicht. Diese Engines haben sich in den letzten Jahren so dermaßen verbessert gerade was Destruction, Defered Shading und insbesondere Dynamic Global Illumination betrifft, dass ich nicht im geringsten an die Marktverdrängung dieser Errungenschaft glaube.

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  14. Re: Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

    Autor teenriot 01.10.12 - 16:53

    Es sind aber alles nur einzelne Effekte für sich.
    Einzeln für sich reduziert der CPU wegen.
    Die Effekte verbindet nichts, außer die Probleme bei der Abstimmung untereinander.
    Das Wasser gehorcht einer anderen untauglichen Physik als Fensterscheiben.

    Warum soll man sich von unten etwas annähern, wissend das auf halber Strecke die Probleme kaum zu bewältigen sind und das Endergebnis eh nur eine Kakophonie von Effekten ist, die mit Mühe und Not dahin gehend abgestimmt wird das nichts zu sehr negativ aufält,
    wenn doch die Alternative ist mit einer der korrekten Implementierung EINES Algorithmus ALLES auf einen Schlag zuhaben.

    Ich sage nicht das das einfach ist. Ich erwarte es auch nicht die nächsten 10 Jahre geschieht. Was ich aber sage ist, das das Ziel sich ändern muss.

    Wegen Grafik spielen kaum noch jemand. Sondern immer wegen der Welt in der man sich verliert und sei es Jump 'n Run. Je konsistente dieser Welt desto echter das Gefühl.

    Ist es nicht so das man viele (9 von 10) Spiele derart spielt, das man eigentlich das Programm erkundet und nicht die Welt? Man guckt was geht was nicht geht und nach kurzer Zeit ist das langweilig und die Spiele funktionieren anschließend nur darüber das die begrenzten Effekte eingesetzt werden ohne Neues zu probieren, während man eigentlich nur noch dabei ist das vom Spiel gestellte Problem zu lösen.

    Wir sind es gewohnt das die Welten extrem beschränkt sind. Aber damit muss man sich nicht abfinden.
    Man kann aber auch nur wollen, was man sich vorstellen kann.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 01.10.12 16:56 durch teenriot.

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  15. Re: Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

    Autor tingelchen 01.10.12 - 17:30

    Ich kann dem allen nicht wiedersprechen :) Daher spare ich mir das aufwendige Zitieren ;) Die von dir angesprochene Richtung zeigt sich allerdings schon. Man muss sich nur einmal ansehen was die Betriebssysteme mittlerweile alles für einen machen. Hier wird schon einiges an Rechenzeit aufgewendet, die früher vom Benutzer genutzt wurde. Dafür durfte er vieles selber machen.

    Um den Detailgrad zu erzielen, haben VRAM und RAM in den letzten Jahren stark angezogen. Natürlich auch super. Denn ohne hätten wir keinen Desktops mit Auflösungen jenseits von 1024x768 :)

    Der gute Herr ist ja noch nicht am Ende seiner Entwicklung. Am Ende hängt es vor allem daran, wie gut die Tools sind um Modelle zu kreieren und Effekte in der Welt zu platzieren. Denn den Entwicklern ist es im Grunde gleich ob nun Voxel oder Polygone dargestellt werden. Ich jedenfalls bin sehr gespannt ob der Entwickler uns irgendwann auch mal richtige Animationen zeigt. Mehr als ein starres fahrendes Auto auf einer kleinen Karte :)

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  16. Re: Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

    Autor tingelchen 01.10.12 - 17:42

    Die einzelnen Effekte spielen schon zusammen und werden auch immer integraler. Mit jeder Version neuer Polygon Basierten Engines. Jedenfalls immer dann, wenn die Jungs auch Ahnung davon haben :) Gibt ja unzählige Eigenentwicklungen auf diesem Gebiet, die eher... nun ja....

    Viele Probleme sind auf die stark vereinfachten Physikmodelle zurück zu führen. Was daran liegt, das die Rechenzeit für korrekte physikalische Berechnungen schlicht noch nicht ausreicht. Daher sind nur Näherungswerte möglich. Das gilt auch für Voxel Grafik. Denn ein Voxel bewegt sich auch nicht von alleine physikalisch korrekt ;)


    Generell sprichst du mehr ein Level Design Problem an. Vollständige Freiheit, insbesondere bei der Gestaltung der Welt ist keine einfache Angelegenheit. Das angesprochene Minecraft gibt einem hier zwar viel Freiheit, aber mit Klötzen größer als Legosteine. Die man auch nur innerhalb eines festen Rasters setzen kann.

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  17. Re: Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

    Autor niabot 01.10.12 - 18:18

    Du wirst dich wundern was allein auf Polygonbasis heute schon möglich ist. Du solltest dir die letzten Präsentationen der Sisgraph 2012 ansehen. Da bekommst du schnell einen guten Eindruck das es schon lange nicht mehr nur nach dem Prinzip "Ein Modul für einen Effekt" gehen muss.

    http://www.youtube.com/watch?v=cKrng7ztpog

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  18. Re: Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

    Autor irata 01.10.12 - 21:59

    niabot schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Du wirst dich wundern was allein auf Polygonbasis heute schon möglich ist.
    > Du solltest dir die letzten Präsentationen der Sisgraph 2012 ansehen.

    Werden Partikel, Rauch, Flüssigkeiten usw. jetzt mit Polygonen (Dreiecken) dargestellt?

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  19. Re: Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

    Autor niabot 01.10.12 - 22:08

    Ja natürlich werden sie das. Meist sogar durch zwei Dreiecke um ein Viereck mit einer Textur (dem Partikel, dem Wölkchen) drauf zu haben. (Ein Dreieck was einen Kreis einschließt braucht mehr Pixel um gerendert zu werden als zwei Dreiecke die ein Viereck bilden und einen Kreis/Partikel unranden.)

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  20. Re: Der heilige Graal der Videospiel Industrie?

    Autor irata 01.10.12 - 22:47

    Stimme dir absolut zu.

    Was hier gerne übersehen wird:
    Polygone (Dreiecke) sind eine wirklich tolle Sache, lassen sich beliebig skalieren und vielseitig manipulieren und brauchen nicht mal viel Speicher.
    Nur sehen nackte Polygone ziemlich langweilig aus.
    Deshalb braucht man erst mal Texturen, und da fangen die Probleme an.
    Texturen sind so ziemlich das Gegenteil von Polygonen - sehen bei Skalierung furchtbar aus, darum braucht man Filterung, verschiedene Auflösungen, diverse Algorithmen usw.
    Das braucht dann wieder massenhaft Speicher und Rechenleistung.
    Und dann noch bump maps, anti-aliasing, und eine Tonne anderer Technologien.
    Es ist eben eine ziemlich bunte Mischung, die mit reinen Polygonen nicht mehr viel zu tun hat.

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