Game Engines sind das Herzstück von Videospielen – und unterstützen bei der Fahrzeugerprobung und -entwicklung. Ein Überblick über den Einsatz von Game Engines in der Automobilindustrie.
Virtuelle Autobahn: So sieht die A8 in der Nähe des Stuttgarter Flughafens in einer Game-Engine-Simulation aus.
Porsche
Technologien aus der Computerspiel-Branche finden in der Automobilentwicklung verstärkt Anwendung. Für die Entwicklung und Erprobung von künftigen Fahrzeugen spielen insbesondere Game Engines neben künstlicher Intelligenz eine entscheidende Rolle. "Game Engines erzeugen fotorealistische Bilder und sorgen für physikalisch korrektes Verhalten von Objekten in Computer- und Videospielen", erklärt Porsche Engineering die Software-Pakete. Eine Game Engine ist die Technik, die hinter einem Spiel steht: vom Sound, über das Interface bis hin zur Grafik. Im Bereich der Fahrzeugentwicklung können Game Engines Assistenzsysteme anlernen oder Konstrukteuren bei der Visualisierung von Komponenten helfen.
Realitätsnahe Absicherung
Der Ingenieurdienstleister Porsche Engineering setzt Game Engines unter anderem zur virtuellen Entwicklung und Erprobung von hochautomatisierten Fahrfunktionen ein. Das soll Entwicklungszeiten verkürzen, Kosten sparen und die Mobilität sicherer machen. Beispielsweise trainieren Game Engines Fahrerassistenzsysteme mit synthetischen Sensordaten. So lassen sich jedes Szenario und jede Eventualität im Detail durchspielen. "Die mithilfe von Game Engines simulierten Fahrten haben den Vorteil, dass sie sich beliebig oft wiederholen lassen, kontrollierbar sind und weniger Zeit beanspruchen", sagt Dirk Lappe, technischer Geschäftsführer von Porsche Engineering. Neben rein realen und virtuellen Erprobungen realisiert der Ingenieurdienstleister auch Mischformen: Ein reales Fahrzeug kann etwa auf virtuelle Objekte reagieren.
Um die Absicherung von Sensorik in einem geometrisch realitätsnahen Umfeld umzusetzen, setzt auch ITK Engineering etablierte Technologien aus der Gaming-Industrie ein. Eine Game Engine (Unity3D oder Unreal Engine) bildet dafür die Basis der 3-D-Darstellung.
Ergänzend zu realen Fahrzeugtests können damit in einem frühen Entwicklungsstadium skalierbare Tests virtuell durchgeführt und damit sichere hochautomatisierte Fahrfunktionen entwickelt werden", heißt es im Artikel Simulation von Sensordaten mittels Game Engines aus der ATZextra 3-2021.
Game Engines reduzieren Anzahl der realen Prototypen
Der Einsatz von Game Engines erstreckt sich aber nicht nur auf das Training von Fahrerassistenzsystemen: "In der Fahrzeugkonstruktion werden sie eingesetzt, um die Anzahl der realen Prototypen zu reduzieren und damit Zeit und Kosten zu sparen", erklärt Porsche Engineering. Das Unternehmen nutzt hierfür das hausintern entwickelte Visual Engineering Tool. Damit sollen sich auf Basis von CAD-Daten und einer Augmented Reality (AR)- oder Virtual Reality (VR)-Brille beispielsweise Fragen zur optimalen Anordnung von Bauteilen schnell und kostengünstig klären lassen.
Einsatz in der Produktionsplanung
Der Automobilhersteller BMW, der seit 2016 mit der Computerspiele-Industrie zusammenarbeitet, setzt die Game Engine "Unreal Engine" des US-Spieleentwicklers Epic Games neben der Automobilentwicklung in der Produktionsplanung ein. So seien wichtige Teile der Designentwicklung des BMW iX von Anfang an mit der Game Engine umgesetzt worden, die ebenfalls bei der Planung des neuen Werks für den BMW i4 eine maßgebende Rolle spielte.
Mithilfe von Echtzeit-3-D-Renderings ließen sich, so BMW, Produktionsschritte und Platzanforderungen, beispielsweise für Werkzeug oder Ersatzteile, genau planen und gestalten. Diese Virtual-Reality-Technologie sei bereits 2018 genutzt worden, um die individuellen Workstations für die bevorstehende Produktion der neuen BMW-3er Baureihe zu konfigurieren.
Auch Kunden profitieren
Auch das Kauf-Erlebnis der Kunden soll durch Game Engines in Zukunft weiter gesteigert werden. So erprobt Porsche einen sogenannten Virtual Reality Car Configurator. "Damit sehen Kunden in Porsche-Zentren zukünftig über einen Gaming-PC mit angeschlossener VR-Brille eine nahezu fotorealistische, dreidimensionale Simulation ihres konfigurierten Fahrzeugs", heißt es. Auch bei zahlreichen BMW-Händlern und Niederlassungen lassen sich Fahrzeuge mithilfe der Emotion Virtual Experience (EVE) virtuell begutachten.
Der Automobilhersteller Ford wendet im Gaming-Bereich gewonnenen Erkenntnisse auf eigene Prozesse an und lässt neue Fahrzeugfunktionen interaktiv von Kunden testen. So erforsche man in einem Online-Spiel zum Beispiel, ob die Teilnehmer die Taste für automatisches Parken lieber kurz gedrückt halten oder nur einmal drücken wollen.
Automotive-Expertise und Gaming-Kompetenz
Indes umwerben die Entwickler der Game Engines aktiv Industriekunden. So hat Epic Games ein Förderprogramm namens MegaGrants in Höhe von 100 Millionen Dollar ins Leben gerufen. Damit sollen Unternehmen, etwa Spieleentwickler, Medien- und Unterhaltungsproduzenten oder auch Studenten und Lehrkräfte, unterstützt werden, die mit der Unreal Engine arbeiten. Epic Games hat zudem einen Automotive Field Guide veröffentlicht, eine Roadmap für Fachleute aus der Automobilindustrie, die Echtzeittechnologie an jedem Punkt der Produktpipeline vom Design bis zum Autohaus einsetzen wollen.
Die Verschmelzung von Gaming- und Automotive-Welt braucht auch Mitarbeiter, die sie tragen und mitgestalten. So halten mit den neuen Entwicklungsmethoden auch neue Mitarbeitertypen Einzug in die Automobilindustrie. "Software-Entwickler mit Gaming-Hintergrund prägen die Zukunft der Mobilität ebenso wie Maschinenbau-Ingenieure und KI-Experten", erklärt Lappe. "Das intelligente und vernetzte Fahrzeug entsteht durch die Kombination aus erstklassiger Automotive-Expertise mit Software-Kompetenz. Wir sind Autofreaks, die es gleichzeitig lieben, zu programmieren."