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2025-01-29T21:37:04Z

Anwendungsbeispiele

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'''Prozedurale Synthese''' oder '''prozedurale Generierung''' bezeichnet in der [[Informatik]] Methoden zur Erzeugung von Programminhalten wie [[Textur (Computergrafik)|Texturen]], virtuellen Welten, 3D-Objekten und sogar Musik in [[Echtzeit]] und während der Ausführung des [[Computerprogramm]]s, ohne dass diese Inhalte vor der Benutzung vom Entwickler fest angelegt und in ihrer endgültigen Form an den Nutzer weitergegeben werden. Dabei werden die Inhalte keineswegs [[Arithmetischer Zufallszahlengenerator|zufällig]] erzeugt, sondern die Generierung folgt [[Determinismus (Algorithmus)|deterministischen Algorithmen]], um bei gleichen Ausgangsbedingungen immer wieder dieselben Inhalte erzeugen zu können. Dadurch eröffnet sich dem Entwickler die Möglichkeit, äußerst umfangreiche und komplexe Inhalte zeit- und platzsparend zu entwickeln und weiterzugeben.

''Prozedurale Synthese'' ist nicht mit [[Prozedurale Programmierung|prozeduraler Programmierung]] zu verwechseln.

== Anwendungsbeispiele ==
Besonders in [[Computerspiel]]en findet die prozedurale Synthese Anwendung, um weitläufige und komplexe Welten und Landschaften zu erzeugen, die bei jedem Start des Spiels gleich aussehen, sich jedoch auch leicht über die [[Parameter (Informatik)|Parameter]] der Synthese verändern und erweitern lassen.

Es seien im Folgenden einige exemplarische Beispiele genannt:

* Frühe Beispiele für die Verwendung prozeduraler Synthese sind ''[[Elite (Computerspiel)|Elite]]'' (1984) und ''[[The Sentinel (Computerspiel)|The Sentinel]]'' (1986). Die acht Spielgalaxien in Elite werden aus sechs Bytes prozedural generiert, inklusive Koordinaten, Planetennamen, Größe usw.<ref>{{Internetquelle| url=http://www.frontier.co.uk/games/elite/faq.html| titel=www.frontier.co.uk Elite|abruf=2011-10-16| sprache=en| archiv-url=https://web.archive.org/web/20110927151436/http://www.frontier.co.uk/games/elite/faq.html| archiv-datum=2011-09-27| offline=ja| archiv-bot=2019-05-08 09:31:28 InternetArchiveBot}}</ref> In der Fortsetzung von [[Frontier: Elite 2]] (1993) wurde eine virtuelle Milchstraße mit 100.000.000.000 (100 Milliarden) Sonnensystemen prozedural generiert.

* In der Weltraum-Simulation ''[[Space Engine]]'' werden unkartografierte Regionen des Universums prozedural generiert. So ist es möglich, dass Space Engine Galaxien mit je mehreren Milliarden Sternen und Planeten füllt und deren Oberflächen ebenfalls prozedural berechnet, dabei aber der Speicherplatzverbrauch nur 500 MB beträgt.

* In ''[[The Elder Scrolls IV: Oblivion]]'' wird die [[Vegetation]] der Spielwelt prozedural generiert. Dies ist ein Beispiel für eine hybride Verwendung der prozeduralen Synthese: Position und Eigenschaften der Vegetation werden durch die Synthese bestimmt, die Texturen der Stämme und Blätter werden dann jedoch aus von Künstlern während der Entwicklung des Spiels entworfenen Bilddateien geladen, anstatt ebenfalls synthetisiert zu werden.<ref>{{Internetquelle | url=http://www.mxac.com.au/drt/OblivionProcedural.htm | titel=Oblivion: Full spectrum content, from hand-generated to procedural | sprache=en |abruf=2011-10-16 | archiv-url=https://web.archive.org/web/20110709160749/http://www.mxac.com.au/drt/OblivionProcedural.htm | archiv-datum=2011-07-09 | offline=ja | archiv-bot=2019-05-08 09:31:28 InternetArchiveBot }}</ref>

* Das Spiel ''[[Minecraft]]'' arbeitet ebenfalls mit prozeduraler Synthese, wobei noch weitere Prozeduren wie die [[Perlin-Noise|Perlin-Noise-Funktion]] angewandt werden, um die theoretisch unbegrenzte Landschaft zu erzeugen. Die prozedurale Synthese wird hier nur durch einen Zufallswert, der auf der Uhrzeit basiert, sowie von verschiedenen Variablen begrenzt. Ebenfalls kann durch die prozedurale Synthese zum einen wiederum sehr viel Speicherplatz gespart und zum anderen erst die Individualität des Spiels durch die unvorhersehbaren Welten gegeben werden.

* Besondere Bedeutung hat die prozedurale Synthese in der [[Demoszene]], in der möglichst komplexe Programme mit möglichst wenig Speicherbedarf das Entwicklungsziel darstellen. So hat der komplett auf prozeduraler Generierung basierende [[Ego-Shooter]] ''[[.kkrieger]]'' der deutschen Demogruppe [[Farbrausch]] trotz überraschend guter grafischer Qualität und Spielumfang einen Speicherbedarf von lediglich knapp 96 [[Kilobyte]], was grob einem Fünfzigtausendstel des Speicherbedarfs eines modernen kommerziellen Shooters entspricht (Vergleich: Eine DVD mit 4,7 GB Kapazität). Die Entwickler gehen davon aus, dass das Spiel bei Verzicht auf die prozedurale Synthese etwa 200 bis 300 [[Megabyte]] beansprucht hätte.<ref>{{Internetquelle | url=http://www.theprodukkt.com/kkrieger | titel=kkrieger | sprache=de |abruf=2011-10-16 | archiv-url=https://web.archive.org/web/20110717024227/http://www.theprodukkt.com/kkrieger | archiv-datum=2011-07-17 | offline=ja | archiv-bot=2019-05-08 09:31:28 InternetArchiveBot }}</ref> kkrieger gewann im Jahr [[2006]] den Innovationspreis der Jury des Deutschen Entwicklerpreises.<ref>{{Internetquelle | url=http://www.deutscher-entwicklerpreis.de/ | titel= → Hall of Fame → Preisträger | titelerg= (Seite benötigt [[Adobe Flash]])| sprache=de |abruf=2011-10-16}}</ref>

* Der im Oktober 2009 erschienene Shooter ''[[Borderlands]]'' stellt dem Nutzer etwa 17 Millionen prozedural erstellte Schusswaffen zur Verfügung, die auch unterschiedliche Eigenschaften haben.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.computerandvideogames.com/article.php?id=220328|titel=Gearbox interview: Randy Pitchford on Borderlands' 17 million guns |werk= Computer and Video Games |datum=2009-07-28 |sprache=en |abruf=2010-10-16 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20090803170231/http://www.computerandvideogames.com/article.php?id=220328 |archiv-datum=2009-08-03}}</ref>

* Das auf der E3 2014 vorgestellte Spiel ''[[No Man’s Sky]]'' erstellt anhand weniger Prototypen Modelle für Bäume, Dinosaurier oder Raumschiffe.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.gamestar.de/spiele/no-mans-sky/news/no_mans_sky,50366,3057178.html|titel=No Man's Sky - Entwickler erklären die prozedurale Engine |werk= Computer and Video Games |datum=2014-06-23 |sprache=de |abruf=2015-09-03}}</ref> Ebenfalls werden einzelne Planeten sowie das gesamte Sonnensystem durch prozedurale Synthese erzeugt.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.newyorker.com/magazine/2015/05/18/world-without-end-raffi-khatchadourian|titel=World Without End |werk= Computer and Video Games |datum=2015-05-18 |sprache=en |abruf=2015-09-03}}</ref> Dadurch ist es möglich, über eine [[Zahlennamen#Billion, Billiarde und darüber hinaus|Trillion ]] (= 10<sup>18</sup>) Planeten zu erstellen.<ref>{{Internetquelle |url=http://edition.cnn.com/2015/06/18/tech/no-mans-sky-sean-murray/|titel=18 quintillion planets: The video game that imagines an entire galaxy |werk= Computer and Video Games |datum=2015-06-18 |sprache=en |abruf=2015-09-03}}</ref>

* In ''[[Star Citizen]]'' (2015) werden ganze Planeten prozedural erstellt<ref>{{YouTube | uploader=Star Citizen | id=pdCFTF8j7yI | title=Star Citizen: Procedural Planets v2 | upload=2016-10-11 | abruf=2024-02-25 | laufzeit=30:10 min}}</ref>.<ref>{{YouTube | uploader=Star Citizen | id=QzhI6wII-40 | title=STAR CITIZEN: CitizenCon 2947 - The Art and Tech of Stanton | upload=2017-10-27 | abruf=2024-02-25 | laufzeit=52:54 min}}</ref>

== Siehe auch ==
* [[Referenzielle Transparenz]]
* [[Streaming Media|Streaming]] von der Festplatte als Hilfsmittel für die hybride prozedurale Synthese ohne unterbrechenden Ladebildschirm
* [[Bildsynthese]]
* [[Textursynthese]]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Angewandte Informatik]]

Prozedurale Synthese - Versionsgeschichte

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