Totgesagte leben länger

Von Klötzchen-Grafik zum vollwertigen System-Simulator: PC-Flugsimulatoren im Wandel der Zeit

(Aktualisiert am 14.3.2017)

Als ich mir Anfang der 1990er Jahre meinen ersten Personal Computer zulegte, gab es ein Spiel, das mich besonders faszinierte: Microsoft Flight Simulator. Damals in der Version 4.0 für MS-DOS. Ich erinnere mich allerdings genauso gut daran, dass keiner meiner Freunde diese Faszination teilen mochte. Und das lag sicher nicht nur an der grob-pixeligen Grafik, die eine Cessna 172 ruckelnd in monochromen Bernstein-Farben auf den VGA-Monitor zauberte, sondern auch am Nerd-Status von PC-Simulationen im Allgemeinen. Heute, 25 Jahre später ist Flugsimulation auf dem PC zwar immer noch eine Nische, aber Dank einer sehr aktiven Entwickler- und Spielerszene, die sich immer mehr vom eigentlichen Kern des ursprünglichen MS Flight Simulators entfernt hat, nach wie vor sehr aktiv und lebendiger denn je.   Denn Microsoft hatte sich im Grunde bereits vor zehn Jahren mit der Veröffentlichung der letzten Version des hauseigenen Flugsimulators „Flight Simulator X“vom Thema Flugsimulation verabschiedet. Mit dem geplanten Nachfolger „Flight“, den Microsoft 2010 ankündigte, gab es zwar noch einmal so etwas wie ein kurzes Aufbäumen; aber über eine Vorschau-Version kam Microsoft nie hinaus. Ende 2012 wurde das Projekt endgültig und offiziell beerdigt. Damit, und aufgrund der Tatsache, dass es keine ernsthafte Alternative zum in die Jahre gekommenen „Flight Simulator X“ gab, hätte eigentlich auch das Thema Flugsimulation insgesamt erledigt sein können. Doch da war diese zwar zahlenmäßig kleine aber sehr engagierte Gemeinde von Flug-Enthusiasten, die zudem bereit ist, in ihrer Freizeit jede Menge Geld und Zeit in ein Hobby zu investieren, dem mangels Masse kaum je ein mit den großen Spiele-Blockbustern vergleichbarer kommerzieller Erfolg beschieden sein wird. So geben laut Aerosoft im Schnitt Hobby-Flieger pro Jahr nach wie vor zwischen 100 und 150 Euro für Zusatzsoftware aus. Und so erlebt die Flugsimulator-Szene trotz, oder vielleicht auch wegen des Rückzugs von Microsoft, eine ungeahnte Renaissance. Grund hierfür sind vor allem zwei parallele Entwicklungen: Zum einen entdeckten vergleichsweise kleine Softwareschmieden wie Precision Manuals Development Group (PMDG), Majestic Software oder A2A Simulations aber auch größere Software-Vertriebe und -Entwickler wie Aerosoft die Simulations-Nische für sich und begannen, um den Kern des ursprünglichen Flight Simulator X (FSX) herum neue, hochwertige Zusatz-Software-Pakete („Add-Ons“) zu entwickeln. Das können Flugzeuge genauso sein wie Flughafen-Szenerien, realistische Wetter-Generatoren, neue Wolken- und Bodentexturen oder gar komplett neu modellierte Regionen wie Alaska oder Norwegen, die die alte FSX-Basis komplett umkrempeln und ihr ein ungeahntes Potenzial entlocken. Ist der PC mit diesen Zusatz-Paketen ausgestattet, erinnert so gut wie nichts mehr an den guten alten FSX.  

Abbildung: Wichtige Add-On Hersteller für PC-Flugsimulationen

Wie weit man diese Entwicklung treiben kann, stellt zum Beispiel PMDG eindrucksvoll unter Beweis. Die virtuellen Modelle der Boeing 737NG, der Boeing 777 und ganz aktuelle der 747 sind so umfassend programmiert, dass jeder Schalter im Cockpit simuliert ist und auch eine entsprechende Wirkung auf das Gesamtsystem hat. Vergisst man zum Beispiel, nach dem Start der Triebwerke die Klimaanlage wieder anzuschalten, werden die Passagiere unweigerlich unter Atemnot und Druckverlust leiden, was mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einer erzwungenen Notlandung führen wird. Einige dieser hochspezialisierten Entwickler nutzen dabei nur den Kern des FSX und programmieren ihre Add-Ons oder zumindest Teile davon so, dass sie außerhalb des eigentlichen Flugsimulators laufen und nur über fest definierte Schnittstellen auf den FSX zugreifen. Im Grunde also ein separates Spiel, das den FSX nur noch als Basis benötigt. Notwendig ist diese Auslagerung vor allem auf Grund der Tatsache, dass es sich beim FSX um ein Programm handelt, das Daten nur im 32-Bit-Format anstatt der heute üblichen 64 Bit verarbeiten kann. Hauptnachteil dieser veralteten Architektur ist, dass sie maximal lediglich rund 3,5 Gigabyte des Hauptspeichers (RAM) des PCs nutzen kann. Auch wenn also zum Beispiel 16 Gigabyte Speicher im PC stecken, was nicht unüblich ist, ist für den FSX bei 3,5 Gigabyte Schluss. Dann kommt es zum gefürchteten „OOM“ (Out-Of-Memory) Fehler mit anschließendem Totalabsturz des Simulators, weil schlicht kein Speicher mehr zur Verfügung steht, um zum Beispiel den Ankunfts-Flughafen zu laden. Der zweite Ansatz, Flug-Simulationen für die gestiegenen Ansprüche der Hobby-Piloten von heute fit zu machen, ist, die eigentliche Basis-Software zu verbessern oder gar komplett neu zu programmieren. Rüstungskonzern Lockheed Martin und Spiele-Entwickler Dovetail Games machen dabei – auf unterschiedliche Weise – von erster Möglichkeit Gebrauch, während Laminar Research seit einigen Jahren eine komplett neue Flug-Simulation auf 64-Bit-Basis entwickelt.   Lockheed Martin übernahm 2009 von Microsoft die Reste der Entwicklungsabteilung des Flight Simulator X und die Lizenzrechte an Microsoft ESP, dem kommerziellen Nachfolger von FSX und begann damit, eine eigenständige Simulation auf FSX-Basis zu entwickeln und unter dem Namen „Prepar3D“ zu vermarkten. Im Unterschied zum FSX richtet sich Lockheed Martin mit Prepar3D aber ausdrücklich nicht an Spieler, sondern lizensiert seine Produkte ausschließlich für Lern- und Trainingszwecke. Das hält die meisten Hobby-Piloten zwar nicht davon ab, Prepar3D auch für den privaten Gebrauch zu nutzen, Lockheed Martin erzielt seine Gewinne allerdings primär aus dem Verkauf der Simulationssoftware an professionelle Trainer. Die so erzielten Umsatzerlöse kommen wiederum der Weiterentwicklung der Software zu Gute. So veröffentlicht Lockheed Martin mittlerweile im Jahresrhythmus neue Versionen von Prepar3D, zuletzt Version 3 mit beachtenswerten Fortschritten beim Speichermanagement und der Verlagerung rechenintensiver Aufgaben vom Hauptprozessor zur meist wesentlich besser geeigneten Grafikkarte. Im Ergebnis läuft der Simulator deutlich flüssiger, und auch die gefürchteten Speicherfehler gehören überwiegend der Vergangenheit an. Hauptunterschied zu FSX ist bei Prepar3D die zugrundeliegende Grafiktechnologie. Zwar ist die Codebasis von Prepar3D immer noch 32 Bit, jedoch nutzt P3D die wesentlich modernere und derzeit aktuelle Grafikschnittstelle „DirectX 11“, während FSX mit „DirectX 9“ auskommen muss. Erfreuliche Folge ist eine Grafikpracht, die FSX nie erreichen konnte. Realistische Schatten, Reflexionen und sehr realistisch wirkende Wasseroberflächen werten den Simulator optisch deutlich auf. Größter Nachteil von P3D ist sein 32-Bit-Erbe. Denn trotz aller Verbesserungen beim Speichermanagement gilt immer noch die Obergrenze von 3,5 Gigabyte nutzbaren Speichers. Ein Vorteil der „Altlast“ ist allerdings die Kompatibilität mit (fast) allen Add-Ons, die auch für den FSX verfügbar sind. Update 14.3.2017: Inzwischen hat Lockheed Martin an mehreren Stellen angekündigt, dass die nächste Version von Prepar3D, die noch 2017 erscheinen soll, 64 Bit unterstützen wird. Unklar ist bislang, ob und inwieweit bereits vorhandene Zusatzsoftware mit der neuen, breiteren Codebasis kompatibel sein wird. Darüber hinaus ist unbekannt, ob über den erweiterten Adressbereich hinaus, den 64 Bit zur Verfügung stellt, andere, neuere Technologien, wie eine bessere Multi-Core-Unterstützung oder modernere Grafikschnittstellen wie DirectX 12 implementiert sein werden.   Dovetail Games (DTG) geht mit seiner Version der Fortentwicklung des FSX deutlich weniger weit, steht damit allerdings auch erst am Anfang. Der in Großbritannien ansässige Spezialist für PC-Simulationen (Train Simulator) übernahm zum einen die Vertriebsrechte der „Flight Simulator X Gold Edition“, die bereits im Dezember 2014 leicht überarbeitet als „Flight Simulator X: Steam Edition“ über die gleichnamige Spiele-Vertriebs-Plattform verfügbar war. Zum anderen erwarb DTG die Rechte an Microsofts „Flight“ Technologie. Leider zeigt sich die britische Software-Schmiede sehr schmallippig, was die Planungen der Weiterentwicklung angeht. Den wenigen blumigen Ankündigungen DTGs lässt sich leider nichts Substanzielles entnehmen, also heißt es hier vor allem abwarten, was das Jahr 2016 bringt. Denn dann soll laut DTG der neue Simulator erscheinen. Update 14.3.2017: Ende vergangenen Jahres hat DTG bekannt gegeben, dass der neue Flugsimulator, der 64 Bit und DirectX 11 unterstützen soll, auf 2017 verschoben wird. Es bleibt also weiter spannend.   Wesentlich weiter gediehen ist da schon die vollkommen neu entwickelte Plattform „X-Plane“ von Laminar Research. Sie bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber den an Microsofts Flight Simulator X andockenden Varianten: Sie ist komplett in 64 Bit programmiert, nutzt ein dynamisches Flugmodell, das auf mathematischen Modellen beruht und nicht wie beim Flight Simulator X oder P3D auf Tabellen mit empirischen Daten. Darüber hinaus bietet X-Plane eine offene Plattform, über die Entwickler relativ einfach Szenerien, Flugzeuge und andere Add-Ons programmieren können. Nutzer von X-Plane schätzen vor allem das realistischere Flugmodell, das auf der „Blade Element Theorie“ beruht. Dabei werden die aerodynamischen Eigenschaften der Fluggeräte in Echtzeit und in Abhängigkeit der Fluggerät-Parameter und der umgebenden Luft berechnet. So spielt es überhaupt keine Rolle, welche Art von Objekt als Fluggerät zum Einsatz kommt, die Flugeigenschaften werden immer korrekt sein, egal ob Jumbo, Propeller-, Segelflugzeug, Hubschrauber, Spaceshuttle oder ein Spezialflugzeug in der Mars-Atmosphäre. Die 64-Bit-Basis ermöglicht darüber hinaus wesentlich komplexere Flugzeug-Modelle und grafisch aufwändigere Umsetzungen von Flughafen-Szenerien und Landschaften, da die 3,5 Gigabyte Grenze entfällt. X-Plane ist somit in der Lage, das volle Potenzial auch moderner Computer auszunutzen und bietet auch für die Zukunft noch genügend Entwicklungsspielraum, da es die Fesseln alter Computerarchitekturen komplett über Bord geworfen hat. Nachteil ist zwangsweise, dass kein einziges Add-On, das für den FSX oder eines seiner Derivate entwickelt wurde, in X-Plane funktioniert. Zwar gibt es Hilfsprogramme, die z.B. FSX Szenerien X-Plane tauglich machen, aber das nur mit Einbußen an Qualität und Funktionsweise. Diese mangelnde Rückwärts-Kompatibilität ist somit gleichzeitig das größte Manko der Plattform, unter dem X-Plane (noch) zu leiden hat: Die Auswahl an Zusatz-Paketen ist deutlich geringer als beim Flight Simulator X oder Prepar3D. Zwar gibt es eine breite Palette kostenloser Erweiterungs-Packs, aber an die Qualität ausgereifter Kauf-Add-Ons für FSX und P3D kommen nur die wenigsten heran. Update 14.3.2017: Inzwischen ist eine Beta-Version von X-Plane 11 erhältlich, die über eine Reihe Verbesserungen gegenüber X-Plane 10 verfügt. Dazu gehören eine überarbeitete Benutzeroberfläche (ein massiver Kritikpunkt an X-Plane 10), besseres Autogen (vom PC generierte Objekte wie Gebäude oder Vegetation) sowie eine moderne Grafiktechnologie, die unter anderem ganz neuartige dynamische Reflexionen ermöglicht.

Fazit

Es bleibt abzuwarten, welche der hier vorgestellten Plattformen sich am Ende durchsetzen werden. Gut aus Sicht des Kunden ist allemal, dass alle relevanten Simulatoren über die nächsten Jahre auf 64 Bit umgestellt werden sollen. Hier liegt sicher das größte Potenzial. Wenn Lockheed Martin es schafft, seine kommende 64 Bit Version von Prepar3D abwärtskompatibel zu gestalten, so dass alte 32 Bit Add-Ons in der neuen Umgebung weiterhin funktionsfähig bleiben, hätte der Rüstungskonzern einen enormen Vorsprung vor allen Mitbewerbern. Denn die Installationsbasis und die damit verbundene Menge an vorhandenen Add-Ons von Prepar3D bzw. FSX ist um ein Vielfaches größer als von X-Plane. Dovetail Games ist im Reigen der Flugsimulator Entwickler die größte Unbekannte. Sollte der mit vielen Vorschusslorbeeren bedachte neue Simulator aus dem Hause DTG nicht bald das Licht der Welt erblicken, könnte es gut sein, dass er von der Realität überholt wird, bevor er überhaupt erschienen ist.