Der Gesamtumsatz der Computerspielbranche liegt mit mehr als zehn Milliarden US-Dollar weltweit bereits vor dem der Filmindustrie Hollywoods. Die Vereinigung amerikanischer Unternehmen für Unterhaltungssoftware veröffentlichte im Mai dieses Jahres eine Umfrage, wonach nur noch 26,5 Prozent der Amerikaner Fernsehen als liebste Freizeitbeschäftigung betrachten, 42,6 Prozent hingegen Computerspiele vorziehen.

Allein in Deutschland, einem der weltweit wichtigsten Märkte für diese Produkte, erwartet man für 1998 einen Gesamtumsatz größer als eine Milliarde Mark. Ende letzten Jahres standen dafür mehr als vier Millionen Personal Computer (PC) und mehr als zwei Millionen Videokonsolen in deutschen Haushalten bereit. Dazu kamen tragbare Videospielgeräte wie der Gameboy und Spielhallenautomaten. Computerspiele haben sich etabliert, und das aus gutem Grund, wie wir zeigen wollen.

Erste Exemplare arbeiteten mit Texten: Eine Szene wurde beschrieben, und der Spieler konnte sich mit Hilfe einfacher Anweisungen darin zurechtfinden, sich bewegen, Gegenstände aufnehmen und schließlich an sein Ziel gelangen. Als Erfinder des Videospiels kann der Physiker William A. Higginbotham bezeichnet werden. Er wollte 1958 einen Tag der offenen Tür im Brookhaven-Nationallaboratorium in Upton (New York) mit einem einfachen Tennisspiel auflockern, das er auf einem kleinen Analogrechner programmiert hatte. Auch das erste kommerzielle Programm widmete sich dieser Sportart: Pong kam 1972 in die Spielhallen. Fünf Jahre später wurde der Atari 2600 als Heimspielkonsole mit großem Erfolg auf den Markt gebracht, lange Jahre machte ihm der Commodore 64 den Rang streitig (Bild 1).

Der Erfolg dieser neuen Art von Unterhaltung beruhte zunächst allein auf der Interaktivität: Der Computer bot sich als Gegner an. Zunehmend wurde aber die Graphik wichtiger. Seit den neunziger Jahren haben sich deshalb der Windows-PC und einige wenige Videokonsolen-Marken weitgehend durchgesetzt; diese Einheitlichkeit erleichtert Softwareproduzenten die Entwicklung und die Kalkulation. Die audiovisuellen Möglichkeiten sind mittlerweile so hoch entwickelt, daß moderne Computerspiele kaum noch von Zeichentrickfilmen im Kino zu unterscheiden sind, und ein Spieler kann das Gefühl haben, in eine fremde Welt einzutauchen.

Freilich reichen Tausende von bunten, hochaufgelösten und animierten Darstellungen allein nicht aus. Markterfolg hat ein Spiel, wenn es von Anfang bis Ende aktiv unterhält und intuitiv zu bedienen ist. Im Idealfall bemerkt der Spieler die Eingabemedien nach kurzer Zeit nicht mehr, sondern konzentriert sich ausschließlich auf das Geschehen. Stete Motivation zum Weiterspielen ist also vonnöten – neue Ziele, Aufgaben, Objekte und Räume müssen sich immer wieder anbieten, immer attraktivere Belohnungen für bewältigte Aufgaben winken. Mit den Anforderungen wachsen auch die Fähigkeiten des Spielers und seiner Spielfigur:

- Strategiespiele und Wirtschaftssimulationen erfordern vor allem strategisches und planerisches Vorgehen, insbesondere bei "rundenbasierten" Spielen, bei denen Eingaben erst im nächsten Zyklus Wirkung zeigen (Bild 2).

- Rollen- und Abenteuerspiele (Adventures) erzählen vor allem eine spannende Geschichte. Kombinationsgabe und die Fähigkeit, sich in die jeweiligen Charaktere hineinzuversetzen, sind Voraussetzung.

- Action-, Sport- und Jump 'n Run-Spiele verlangen Geschicklichkeit und schnelle Auffassungsgabe. Stets geht es um Sieg oder Niederlage: möglichst viele feindliche Aliens in fremden Raum-stationen auszuschalten, einen schwierigen Parcours mit dem Rennwagen zu bewältigen oder seinen Helden durch Labyrinthe und fremde Welten zu steuern, die stets mit Fallen und Gegnern gespickt sind.

Ein Beispiel für Jump 'n Run ist das legendäre "Donkey Kong" für die Spielekonsole von Nintendo. Darin flüchtet ein Gorilla mit einer entführten Schönheit über ein Baugerüst, und der Spieler, repräsentiert durch ein knollennasiges Männchen, muß sie retten. 1981 hätte niemand vermutet, daß ein solches Spiel ohne Muskelmänner, Raumschiffschlachten oder Autorennen auf dem Markt bestehen könnte. Und doch wurde es ein Bestseller, und das Männchen, von Beruf Installateur, feiert als Super Mario bis heute Triumphe.

Jährlich erscheinen weltweit mehr als 1000 Spiele, doch nur den wenigsten ist ein solcher wirtschaftlicher Erfolg beschieden. Eindeutige Ursachen lassen sich bislang nicht finden, Kriterien für die Planung und Entwicklung neuer Produkte nicht ableiten. Eines ist aber den erfolgreichsten Spielen gemeinsam: Sie haben Maßstäbe für ihr Genre gesetzt.

Beispielsweise hat das Unternehmen Westwood mit "Command & Conquer" das Echtzeit-Strategie-Spiel zwar nicht erfunden, aber dank einer spannenden Geschichte, (die Wirtschaftssimulation und Echtzeitaction verbindet), hervorragender Graphik und innovativer Bedienung neu definiert. Der Spieler kann in eine von zwei Rollen schlüpfen: Entweder hat er als Offizier eines Militärbündnisses die Weltherrschaft aufrechtzuerhalten oder sie als Stratege der mit Terror agierenden Opposition zu stürzen. Dazu ist in mehreren Missionen eine schlagkräftige Truppe aufzubauen, um dann in taktischen Echtzeitgefechten die gegnerische Basis zu vernichten.

Ein vergleichbares Beispiel für ein Actionspiel ist "Doom" von ID Software (1994). Der Spieler ist ein Soldat, der auf einer Mondbasis, mit der seit längerem keine Verbindung mehr besteht, nach dem Rechten schauen soll. Nach dem Motto "Allzeit bereit" zeigt der Bildschirm jede Szene aus der Spieler-Perspektive, das heißt im Vordergrund ist seine Waffe sichtbar. Mit der Maus und wenigen Tasteneingaben kann man sich frei in alle Richtungen in der virtuellen Welt bewegen; die Darstellung der Umgebung wird in Echtzeit berechnet. Dadurch entsteht eine sehr realistische Atmosphäre, zumal Geräusche drohendes Unheil verkünden.

"Doom" und das Nachfolgespiel "Quake" erlangten leider fragwürdige Berühmtheit aufgrund ihrer Aggressivität: Alle Figuren im Spiel sind Gegner und können, ja müssen getötet werden. In keinem Spiel zuvor wurde dies authentischer vorgeführt. Die Spiele kamen deshalb auf den Index für jugendgefährdende Schriften (BPjS) und dürfen weder an Jugendliche verkauft noch beworben werden.

In diesem Jahr gelang es dem Unternehmen Epic Megagames, mit "Unreal" ein hinsichtlich Graphik und Spannung besseres und bezüglich seiner Grundaussagen akzeptableres Produkt dieses Genres auf den Markt zu bringen. Der Spieler findet sich als Insasse eines notgelandeten Gefangenenraumschiffs auf einem unbekannten Planeten wieder, den es zu verlassen gilt. Freie Wildnis und Gebäude wechseln sich ab, animierte Vögel, Fische, Flüsse und Seen lassen eine lebendige Umgebung entstehen. Neben den Gegnern trifft der Spieler auch auf friedliche Ureinwohner, die er beschützen sollte, mitunter auf die Gefahr eigener Verletzung hin, um seinerseits Unterstützung zu finden. Dies zwingt den Spieler öfters, eine ethische Entscheidung zu treffen.

In der technischen und konzeptionellen Struktur von Computerspielen lassen sich Funktionsbereiche unterscheiden, die dann in der Regel getrennt realisiert werden: Graphik, Ton, Gegnerintelligenz, Steuerung und Spielverwaltung (also alles, was im Hintergrund an Daten unablässig ausgewertet wird wie differierende Parameter der Spielfigur, Positionen der Computercharaktere, Tageszeit und dergleichen). Während nun bei Aben-teuer- und Rollenspielen die Geschichte, bei Strategiespielen Ziel und Mittel das Wichtigste sind und deshalb bei der Planung eines neuen Spiels am Anfang stehen, werden bei den anderen Genres zuerst die technischen Bausteine realisiert.

Für jede Komponente ist eine sogenannte Engine zu schreiben – ein Stück Software mit zwei Aufgaben: Erstens dient sie als Editor, das heißt, als Datenannahmestelle für alle Eigenschaften, die der Entwickler den Elementen des Spiels zuschreiben möchte; zweitens enthält sie die Programme, mit denen sich diese Elemente während des Spiels zeigen beziehungsweise mit denen sie verändert werden.

Da eine gute Graphik-Engine wesentlichen Anteil am Markterfolg hat, soll sie stellvertretend für andere näher erläutert werden. Ihre Aufgabe ist es, Szenen auf dem Bildschirm darzustellen. Dazu muß die Spielwelt intern so beschrieben sein, daß der in jedem Moment sichtbare Teil einer Szene berechenbar ist. Es genügt, nur die Oberflächen der in der künstlichen Welt enthaltenen Lebewesen, Landschaften, Gebäude und sonstigen Objekte zu beschreiben; Oberflächen wiederum werden aus zweidimensionalen Polygonen, also nicht gekrümmten, von geraden Linien begrenzten Flächen zusammengesetzt. Mit einem eigens für diese Graphik-Engine geschriebenen Editor oder aber einem kommerziellen 3D-Graphik-Programm entwirft man dazu ein Drahtgittermodell, aus dem der Computer die einzelnen Polygone berechnet (Bild 3).

Einer jeden Fläche wird dann ein Füllmuster zugewiesen, eine sogenannte Textur, um sie wie Holz, Stoff, Fels, Haut, Gefieder und dergleichen wirken zu lassen. Diese Muster werden entweder eingescannt oder mit einem Malprogramm entworfen. Es ist auch möglich, eine Fläche nicht nur mit einer, sondern nacheinander mit einer ganzen Folge von Texturen zu füllen, um beispielsweise ein fließendes Gewässer, eine im Wind bewegte Baumkrone oder einen laufenden Fernseher zu simulieren.

Neben der Textur erhalten die Flächen weitere beschreibende Attribute, beispielsweise ihre Reflexions- und Transparenzeigenschaften (Bild 4) oder die Intensität, mit der eine leuchtende Fläche Licht abstrahlt. Diese Attribute können auch abhängig von anderen Faktoren variieren: Schaut man schräg auf ein Fenster, reflektiert es Sonnenlicht, bei frontaler Ansicht erscheint es transparent. Je mehr Eigenschaften die Graphik-Engine verwalten kann, desto größer ist die darstellbare Komplexität.

Allerdings wächst damit auch der Bedarf an Speicherkapazität und Rechnerleistung. Im Spiel werden nämlich die Attributwerte der momentan sichtbaren Flächen sowie deren Einfluß aufeinander abhängig von der jeweiligen Situation aktuell berechnet und die Polygone dann mit den entsprechend modifizierten Texturen überzogen (man spricht vom Rendering). Wenn beispielsweise der Held ein Leuchtgeschoß in einen dunklen Gang abfeuert, muß der Widerschein an den Gangwänden sichtbar sein, und zwar um so heller, je näher das Geschoß der jeweiligen Wandstelle gerade ist. Diese Einwirkung von Gegenständen der Szene aufeinander ist von der Graphik-En-gine für jeden Zeitpunkt aufs neue zu berechnen.

Mit dem Rendering ist die Graphik-Engine aber nicht aus der Pflicht entlassen; ihr obliegt auch die Kommunikation mit der Graphikkarte, also jenem Bauteil in einem Computer, das den Bildschirm ansteuert. Waren früher für nahezu jede Graphikkarte eigene Programme erforderlich, um die gewünschten Bildpunkte zu setzen, so gibt es mittlerweile drei Standardbibliotheken von Graphikroutinen: DirectX, OpenGL und GLIDE. Steuerprogramme des jeweiligen Kartenherstellers setzen deren Anweisungen in die für die jeweilige Hardware erforderlichen Befehle um; den Programmierer muß die konkrete technische Umsetzung nicht mehr interessieren.

Wenn der Held eine dunkle, geheimnisvolle Höhle erkundet, erhöhen der Klang fallender Wassertropfen und das Hallen der Schritte die Spannung; der Kampf mit Alien-Raumschiffen gewinnt durch das Krachen der Treffer und das – seit der Filmtrilogie "Star Wars" hinlänglich bekannte – Geräusch von Laserkanonen an Realismus und damit an Spielspaß. Die entsprechenden akustischen Signale werden als Samples, also in digitalisierter Form, oder als MIDI-Dateien, also als Folge von Steuerkommandos für die Klangerzeuger der Soundkarten, mitgeliefert.

Glücklicherweise sind für die Sound-Engine nur wenige Programme erforderlich. Hier sind zunächst die Kreativität und das handwerkliche Können von Komponist und Toningenieur gefragt. Meist ordnet man jedem Spielabschnitt eine entsprechende Lautuntermalung zu. Weitergehende, situations- und verlaufsabhängige Variation erreicht man beispielsweise durch Ändern der Lautstärke oder Verstärken von Bässen beziehungsweise Höhen mittels Filtern. Wird die Begleitmusik schriller und lauter, wenn der Held auf einen dunklen Gang zusteuert, so geht der Pulsschlag unweigerlich in die Höhe. Hat jener Gang aber erst einmal seinen Schrecken verloren, so ist es – je nach Verlauf der Geschichte – nicht erforderlich, beim Betreten zu einem späteren Zeitpunkt von neuem Spannung zu suggerieren. Es ist zwar bei MIDI-Steuerung möglich, auch die Wahl der an einem Musikstück beteiligten Instrumente zu modifizieren, doch verwendet man mehr und mehr die natürlicher klingenden Samples, von denen dann entsprechend mehrere Versionen vorzusehen sind.

Eine Spielwelt gewinnt an Wirklichkeitsnähe, wenn sich die simulierten Mitstreiter und Gegner nicht nur möglichst realistisch bewegen – eine Aufgabe für die Graphik-Engine –, sondern auch möglichst lebensecht verhalten. Beispielsweise haben die nicht vom Spieler gesteuerten Figuren (non-player-characters, NPC) in guten Rollen- und Abenteuerspielen einen geregelten Tagesab-



Künstliche Intelligenz macht virtuelle Gegner "lebendig"



lauf, essen, arbeiten, schlafen und dergleichen mehr. Ihre Lebensgeschichten

und alltäglichen Sorgen, die in Dialogen mitgeteilt werden, sind in sich stimmig. Actionspiele wiederum leben von der Intelligenz, mit der die künstlichen Gegner versuchen, den Akteur zu besiegen.

Die einfachste Modellierung von Verhaltensweisen nutzt sogenannte Skripte. Das sind vorgegebene Bewegungsabläufe, die der NPC immer wieder vollführt, bis der Spieler in sein programmiertes "Wahrnehmungsfeld" eintritt. So kann eine Wache stereotyp vor einem Burgtor patrouillieren, bis sie den sich Anschleichenden "bemerkt"; war der geschickt genug, bleibt ihr keine Zeit zur Gegenwehr.

Komplexere Verhaltensmuster lassen sich durch attributgesteuerte Modelle beschreiben. Ob der virtuelle Gegner dann wirklich attackiert, mag von seiner "Ängstlichkeit" abhängen, die wiederum von Umgebungsvariablen beeinflußt wird. Ist die Wache auf sich allein gestellt, der Spieler aber stark und gut bewaffnet, mag sie sich kampflos zurückziehen, in Gesellschaft weiterer Soldaten aber angreifen. Ein weiterer Parameter eines NPC-Modells ist die Fähigkeit zur Wahrnehmung und Analyse der aktuellen Umgebung. Das ermöglicht heimtückischen Gegnern, sich dem Helden von hinten zu nähern. Werden die Steuerparameter eines simulierten Gegners auch durch eine Analyse des Spielerverhaltens beeinflußt, könnte die Wache Unsicherheiten aus seinem Bewegungsmuster herausdeuten, was ihre "Ängstlichkeit" weiter senken würde. Schließlich ermöglicht Künstliche Intelligenz den computergenerierten Wesen, aus Erfahrungen zu lernen und ihr Verhalten fortlaufend zu optimieren.

Der Integration des Spielers in die künstliche Welt dient freilich auch das Zusammenspiel mit anderen menschlichen Akteuren. Zahlreiche Computer- und Videospiele sind für den Multiplayer-Modus ausgerüstet. Wie bei den Brettspielen "Risiko" oder "Die Siedler von Catan" erlauben einige Strategiespiele, Allianzen zu bilden und zu lösen. Zunehmender Beliebtheit erfreuen sich auch Online-Spiele, meist aus dem Action-Genre. Über das Internet suchen dann oft mehrere hundert Spieler gleichzeitig im Cyberspace zu überleben, indem sie mit anderen Handel treiben – oder sie gezielt abschießen.

In der Regel dauert die Entwicklung eines Computerspiels heute ein bis zwei Jahre. Wurden sie früher von einzelnen entwickelt, steht mittlerweile zumeist ein größeres Team mit mehr als über 30 Mitarbeitern dahinter. Schon während der Realisierung und anschließenden Qualitätsprüfung muß der spätere Vertrieb organisiert werden. Anzeigenkampagnen, Verpackungsentwürfe und verkaufsfördernde Maßnahmen plant man oft Monate vor der Auslieferung. Pressearbeit, Messeauftritte und Demoversionen informieren den Kunden frühzeitig.

Noch ist das Marktpotential nicht ausgeschöpft, denn nur in etwa 12 Prozent der deutschen Haushalte steht ein Heimcomputer. Mancher Experte sieht darin allerdings Anzeichen einer Sättigung. So verschreckt die nach wie vor komplizierte Bedienung der Geräte: Im Unterschied zu Videospielen müssen solche für den PC umständlich installiert werden, und nach wie vor stürzen Programme gelegentlich ab, weil die Softwareprodukte unterschiedlicher Hersteller nicht zueinander passen; die dauerhafte Behebung des Problems erfordert oft einige Fachkenntnisse vom Anwender. Zudem sehen mehr und mehr Menschen nicht ein, warum für das nächste Spiel auch die nächste Hardware-Generation erforderlich sein soll. Während die Programmierer in den achtziger Jahren bei weitgehend unveränderten Rechnern ihre Software mehr und mehr optimierten, etwa um die Graphik zu verbessern, ist heute ein bei Entwicklungsbeginn gängiger Rechner bei der Auslieferung des Spiels schon veraltet, so daß man stets die nächste Leistungsklasse anvisiert; eine Optimierung ließe sich in der genannten Zeit auch kaum bewältigen. Wie lange die Verbraucher diese Spirale der "Aufrüstung" mitzutragen bereit sind, läßt sich noch nicht absehen.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 12 / 1998, Seite 98
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