Deze serie gaat uit van enige kennis over de werking van game-engines. Lees zeker even ons introducerende artikel en ook het eerste deel over id Tech.

In 1997 was id Software de koning van de PC. Quake 2 en de bijbehorende id Tech 2-engine waren een enorm succes. Dankzij de visie van John Carmack, die technische hoogstandjes wist te combineren met efficiënt gebruik van computerhardware, werd het bedrijf een fenomeen. Id Software gaf vorm aan een genre, blies leven in de middleware-markt en gaf als kers op de taart ook nog eens het startschot voor de opkomst van de 3D-videokaart. Toch moest het hoogtepunt nog komen: de id Tech 3-engine.

Top van de Arena

Misschien wel de meest significante aanpassing was het gebruik van verplichte hardwareacceleratie. De 3D-grafische kaart was nog relatief nieuw op de PC-markt, maar toch vereiste id Tech 3 de aanschaf van dergelijke hardware. Het resultaat was dat id zich kon richten op een engine die bij het renderen uitvoerig gebruikmaakte van shaders. De shaders in id Tech 3 maakten het mogelijk om de textures in de games te veranderen en van effecten te voorzien. Shaders dienden niet enkel voor de berekeningen van belichting. Ook oppervlakten zoals het water en de lava in Quake 3 maakten gebruik van shaders.

 

De id Tech 3-engine bood naast hardware-acceleratie ook flink verbeterde animaties, een primitieve vorm van dynamische schaduwen en verbeterde netwerkcode om te zorgen voor een goede multiplayer. Naast Quake 3: Arena gaf id Tech daarmee leven aan onder andere Medal of Honor: Allied Assault, Return to Castle Wolfenstein en de Call of Duty-serie (de id Tech 3 engine functioneert nog steeds als de basis voor die games). Maar hoewel de engine een gigantisch succes bleek voor id Software, ontstond er ook concurrentie. Zo verscheen de Unreal Engine datzelfde jaar, wat het einde zou betekenen voor de dominantie van id Tech als engine.

Duisternis

Tegen de tijd dat Doom 3 en de bijbehorende id Tech 4-engine het levenslicht zagen was de engine industrie veranderd. De tweede versie van de Unreal Engine had zich naar de top weten te werken en id Software kon ontwikkelaars niet overtuigen om over te stappen naar hun nieuwe engine, allicht deels omdat Doom 3 liet lijken alsof de engine slecht in staat was om grote omgevingen te tonen. De lange ontwikkeltijd van de engine kon deels verklaard worden doordat een groot deel van de code herschreven was. De programmeertaal C die als basis diende voor de vorige id Tech engines was vervangen door het bruikbaardere C++, wat een flinke aanpassing bleek.

Toch voerde de id Tech 4-engine een aantal belangrijke aanpassingen door. Zo werden de per-vertex shaders vervangen door per-pixel shaders. Waar voorheen de belichting voor iedere vertex berekend moest worden gebeurde dat nu voor iedere pixel op het scherm. Daardoor ontstond onder andere bump-mapping, normal mapping en specular lighting, technieken waarmee meer detail aan de belichting van de omgeving kan worden gegeven. Licht was sowieso een punt waarop de engine volop innoveerde. Zo maakte id Tech 4 gebruik van een unified light/shadow model, waarbij het de belichting direct berekende in plaats van dat vooraf te doen zoals in zijn voorgangers.

De belangrijkste belichtingsinnovatie was echter de shadow volume-berekening. Anders dan het populaire shadow mapping, maakt shadow volume 3D-modellen om schaduwen te berekenen. Voor ieder 3D-object rekent de engine een silhouet uit, dat daarna gebruikt wordt om een 3D-model van de schaduwte maken. Een slimme aanpassing aan het algoritme door John Carmack maakte het mogelijk om shadow volume-berekeningen in real time in games te gebruiken, waardoor games als Doom 3 veelvuldig gebruik konden maken van erg realistische schaduwen.

Mega Textures

Een groot succes viel id Tech 4 niet te noemen. Naast Doom 3 verschenen nog Enemy Territory: Quake Wars, Prey en Wolfenstein uit 2009, alle games die al op enige manier een band met id Software hadden. De lucratieve engine-markt wist id Tech 4 dus niet aan te boren. De aandacht verschoof snel naar de game Rage en de bijbehorende id Tech 5-engine. De aanpassingen aan de engine waren vooral gericht op ontwikkelaars, zodat het ontwikkelen van games op id Tech een stuk simpeler zou worden. Opvallend genoeg werd ook de shadow volume-methode geschrapt in ruil voor het wat traditionelere shadow mapping-model.

Een van de technisch grootste innovaties van de id Tech 5-engine is het gebruik van Virtual Texturing. Deze uitbreiding op de MegaTextures-techniek uit id Tech 4 maakte het mogelijk van zeer grote textures (tot wel 128000 bij 128000 pixels) gebruik te maken. In traditionele games worden textures geheel in het werkgeheugen geladen, waardoor extreem grote textures met veel detail technisch niet haalbaar zijn. Het gevolg is dat games vaak veel herhalende textures hebben. Virtual Texturing maakt het mogelijk om een grote texture die op de harde schijf staat dynamisch gedeeltelijk in het werkgeheugen te laden. Daardoor kan een terrein in zijn geheel van een unieke texture voorzien worden zonder dat er problemen optreden met de hardware.

Bethesda

De overgang naar id Tech 5 betekent ook het einde voor de engine van id Software als software voor een derde partij. Na de overname door Bethesda is de engine immers van een nieuw doel voorzien: het ondersteunen van games van de uitgever. Net zoals EA de Frostbite-engine inzet voor zijn games. Wolfenstein: The New Order en The Evil Within maken dan ook gebruik van de id Tech 5-engine.  Bethesda lijkt geen interesse te hebben in het openstellen van de engine aan andere uitgevers.

Id Software richt zich – naast de ontwikkeling van Doom 4 – ondertussen op de volgende generatie van de engine. Veel is er nog niet bekend over id Tech 6, waarvan de onderzoeksfase pas in 2011 begon. Volgens Carmack richt de engine zich op realistischere belichting door middel van raycasting, maar zou de engine nog een hardwaregeneratie nodig hebben om werkelijkheid te worden. Vooralsnog is de id Tech-engine vooral het paradepaardje van een steeds groter wordende uitgever. En dat van een engine die ooit de hele game-industrie leek over te nemen.