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Glossar

Veröffentlichung: 26.09.2003
Autor: Norm

Viele Hersteller und ganz besonders die Grafikkartenhersteller schmeißen ja gerade so mit neu "gebackenen" Begriffen um sich, die dann meißt auch leider, seitens der Hersteller, einfach nicht weiter erklärt werden. Das bleibt dann an uns hängen. ;) Und jeder kennt das Problem. "Was hieß das doch gleich nochmal?" sagen die, die sich vielleicht schon einmal damit beschäftigt haben. Die, die sich mit dem Thema noch gar nicht beschäftigt haben blicken nun oft gar nicht mehr durch und es heißt nur "Häh, was wollen die mir denn schon wieder damit sagen???" Viele, recht einfache Sachen, werden hier von den Herstellern hinter abstrus und komplex klingenden Begriffen versteckt. Diese kleine Liste soll nun Euch, an einfachen Beispielen und Erklärungen zeigen was die Hersteller uns da auftischen. Und auch die, die sich vielleicht schon einmal mit dem ganzen Kram beschäftigt haben, können nicht alles im Kopf haben...


0-9

64/96/128 Bit Rendering

Grafikkarten der DX8 Generation berechnen intern die Pixel mit ganzzahligen Werten und 32-48 Bit pro Pixel. So stehen dem Chip dann für die Grundfarben rot, grün und blau (bei RGBA auch noch der Alpha Channel) 256 bzw. 4096 (48 Bit) Farbabstufungen zur Verfügung. Neueste Beschleuniger der DX9 Klasse berechnen die Farben nun in Fließkommazahlen und mit einer Genauigkeit von bis zu 128 Bit. Rechnen nun die Renderingpipelines des Grafikchips mit 64, 96 oder gar 128 Bit, so spricht man in diesem Fall von internem 64, 96 oder halt 128 Bit Rendering. Externes 64, 96 oder 128 Bit Rendering heißt dann, dass die Daten auch im Speicher mit dieser Genauigkeit abgelegt werden. Während internes 64 oder 128 Bit Rendering durchaus ohne Geschwindigkeitsverlust zu realisieren ist, ist das entsprechende externe Rendering mit der gleichen Genauigkeit wesentlich langsamer. Denn natürlich werden auch wesentlich mehr Datenleitungen benötigt um die anfallenden Daten auch zu verarbeiten. Dafür wird dann allerdings sehr viel der kostbaren Chipfläche benötigt.


A

AGP

Ist die Abkürzung für Accelerated Graphics Port. Oder auf Deutsch: Beschleunigte Grafikschnittstelle. Hierbei handelt es sich um einen eigenen Steckplatz für die Grafikkarte der auf Grund der Bandbreitenlimitierung des PCI Busses eingeführt wurde und für Grafikkarten immer mehr zum Flaschenhals wurde. Er ist mit 66Mhz doppelt so hoch getaktet wie der PCI Bus was einen höheren Datendurchsatz erlaubt. Zudem besitzt er die Eigenschaft nicht nur den Onboardram der Grafikkarte zu nutzen, sondern auch den Hauptspeicher des Rechners für die Auslagerung von Daten zu nutzen. Allerdings ist der Hauptspeicher des PC's recht langsam und der Datentransfer wird durch verschiedene Anbindungen zu sehr ausgebremst.



Alpha Blending

Transparenzeffekte wie z.B. ein, durch eine Glasscheibe oder durch Wasser durchschimmerndes Objekt. Die Pixel auf der Glasscheibe oder den Wasser besitzen neben den RGB Werten (rot, grün, blau) noch einen Wert für die Tranzparenz, den so genannten Alpha-Channel.

Alpha Blending
Alpha Blending

Ambient Light

Eine indirekte Lichtquelle die im dunkeln liegende Objekte oder Bereiche ausleutet.

Ambient Light
Ambient Light


Anisotropisches Filtering

So sehr Software auch von bilinearen Filtering profitiert, so ist dieses Feature doch nicht immer von Vorteil. Probleme gibt es zum Beispiel, wenn man vor einer schräg gestellten Wand steht auf der ein Schriftzug angebracht ist. Dieser wird durch das bilineare Filtering sehr unscharf bis zu unleserlich. Hier wiederum greift jetzt das Anisotropische Filtering an. Im Unterschied zum bilinearen Filtering, das in X, als auch in Y Richtung gleich weich filtert, geht dass Anisotropische Filtering ellipsenförmig vor. (anisotropisch = ungleichmäßig) Dabei bleibt die Ausrichtung allerdings variabel: In welche Richtung gefiltert wird, bleibt dann den Progrmmierern überlassen.


Anisotropisches Filtering


Anti-Aliasing

Damit hässliche Pixeltreppen wesentlich weniger auffallen werden bei schrägen Linien die Ränder zweier aneinander grenzenden Flächen bzw. dessen Farbwerte (Texturränder) vom Grafikprozessor vermischt, wodurch ein wesentlich geschmeidigerer Übergang zustande kommt.

Anti-Aliasing
Anti-Aliasing


API

Application Programming Interface. Schnittstellen wie Glide, Open Gl, D3D werden so bezeichnet. Die API ist das Verbindungsstück zwischen Software und Hardware. Im Gegensatz zu früher muss die Software nun nicht mehr an die Hardware angepasst werden, sondern die Software wird einer Standardtisierten API angepasst.


B

Back Buffer

Der Back Buffer ist ein Bestandteil des Frame Buffers. In ihm wird das zukünftige Frame gespeichert das, sobald es fertig gerendert ist als nächstes angezeigt wird. Sobald das Frame komplett vorhanden ist kommt es zu einem Page-Flipping.

Bilineares Filtering

Wenn ein Polygon samt Textur sich auf den Betrachter zubewegt werden die einzelnen Pixel natürlich extrem groß und das Bild wird körnig. Genau hier setzt das bilineare Filtering an. Um diese "Körnung" zu vermeiden werden die Farbwerte aneinander liegender Pixel vermischt, so das ein fließend weicher Übergang entsteht.

Bilineares Filtering
Bilineares Filtering


BSP

Steht für Binary Space Partitioning. Auf Deutsch: Binäre Raumteilung. BSP ist eine in Innenräumen oft genutzte Technik. Dreiecke werden hierbei in einer Baumartigen Struktur gespeichert wobei wobei einzelne Teile in virtuellen Ästen zusammengefasst werden. So können verdeckte Teile der Szenerie per Software (Hidden Surface Removal) entfernt werden. So spart sich der GPU einiges an Rechenarbeit da entsprechend verdeckte Teile des Levels erst gar nicht verarbeitet werden.

Bump Mapping

Texturen faszinieren mit einem immer größer werdenden Detailgrad und durch entsprechend angedeutete Schatten wirken diese auch oftmals plastisch. Allerdings hat das Ganze eine große Einschränkung. Geht zum Beispiel der Leuchtkegel eines Objektes über eine Textur, wird diese zwar ingesamt aufgehellt, aber die hell/dunkel Verteilung auf der Textur bleibt die gleiche. Kurz, der Schattenwurf innerhalb der Textur ändert sich nicht. Genau hier setzt nun Bump (=Beule) Mapping an. Bei Bump Maps wird mittels einer detailierten Textur die dreidimensionale Beschaffenheit einer Oberfläche, zum Beispiel einer Wand mit Einkerbungen, simuliert. Technisch funktioniert das so, dass jeder Pixel einen imaginären Höhenwert zugewiesen bekommt woraus der Grafikchip dann dynamisch in Abhängigkeit die Helligkeitsverhältnisse und den Schattenwurf innerhalb einer Textur berechnet.

Bump Mapping
Bump Mapping



C

Chrome

Siehe auch Spherical Environment Mapping. (Bild + Erklärung) Im Grunde die Technik womit der Effekt erzeugt wird.

Chrome
Chrome


Cubic Mapping

Anders wie beim Environmental Mapping, bei dem lediglich eine sich nicht verändernde, animierte Textur auf dem Objekt liegt, wird hier die Reflexion in Echtzeit berechnet. Wenn nun ein Auto in einen Tunnel fährt spiegelt sich auch, anstatt des Waldes vorher, der Tunnel auf dem Fahrzeug. Der Nachteil an Cubic Mapping ist das es sehr rechenintensiv ist. Rein technisch gesehen wird die Umgebung um das Objekt in sechs Flächen aufgeteilt. Wie in einem Würfel gibt es nun links, rechts, vorne, hinten, oben und unten. Anschließend wird die Reflexion perspektivisch passend auf das Objekt geklappt.

Curved Surface

Es ist kein Zufall das viele Flächen oder Objekte glatte, nicht gewölbte Flächen sind. Für 3D-Hardware ist die Darstellung einer runden oder gekrümmten Oberfläche immer noch eins der Rechenintensivsten Aufgaben. Nun gibt es im großen zwei Möglichkeiten eine Rundung darzustellen. Zum einen kann man mit Hilfe von gut gemachtem Bump Mapping die Illusion erzeugen das eine Oberfläche rund ist. Zum anderen kann man das Problem auch noch auf Polygonbasis lösen. Man verwendet einfach so viele Polygone, bis dem Betrachter meint das die Fläche rund sei. Dies ist aber so extrem rechenintensiv das es keine wirkliche Möglichkeit darstellt. Die zweite große Möglichkeit eine runde Oberfläche zu realisieren ist das so genannte Curved Surface. Hierbei kann man das Objekt oder die Fläche relativ Polygonarm lassen und man schickt der Grafikkarte einfach zusätzliche Kontrollpunkte. Zusammen mit den Polygonecken bestimmen diese dann nach dem Prinzip der Bèzier-Kurven die spätere Form der Fläche. Da echte Krümmungen mit heutiger Hardware noch nicht realisierbar sind, muss der GPU das flache Ausgangspolygon in viele kleine Dreiecke unterteilen. Dies nennt man Tesselation und dadurch wird ermöglicht möglichst reale gekrümmte Oberflächen zu simulieren.


D

DDR-RAM

Abkürzung für Double Data Ram. Ist ein Speicher, bei dem sowohl bei steigender als auch bei abfallender Flanke eines Signals Daten übertragen werden. Im grunde eine Weiterentwicklung des SD-Ram wobei DDR Ram theoretisch die doppelte Datenmenge übertragen kann. Es gibt ihn in 133Mhz und 166Mhz. Wobei effektiv 266Mhz bzw. 333Mhz zu rechnen sind. Einige spezielle Module schaffen allerdings bis zu 350Mhz (theoretisch, effektiv dann aber 700Mhz). Allerdings findet ein solcher Ram nur auf Grafikkarten seinen Platz und selbst dort wird er meißt maximal mit 300Mhz (600Mhz) betrieben.

Depth Cueing

Ähnlich wie Fogging nimmt hier die Intensität eines Objektes bei größer werdender Entfernung zum Betrachter ab. Allerdings wird hier nach schwarz überblendet. Dies kommt z.B. bei Nachtszenerien zum Einsatz.

Depth of Field

Erzeugt eine Tiefenunschärfe und fokussiert Objekte ([über]scharf darstellen) - ähnlich der Wirkungsweise eines Kamerafokusses - und andere Objekte unscharf werden.

Direct 3D

Bestandteil von DirectX, Microsofts Sammlung von Multimedia-APIs. Unter Windows die am weitesten verbreitete Schnittstelle für 3D-Spiele. Läuft ausschließlich unter Windows und dessen Derivaten, und besitzt den Ruf kompliziert zu programmieren und instabil zu sein, und dabei immer etwas der Entwicklung hinterherzuhinken. Hat jedoch mittlerweile eine hohe Verbreitung und wird langfristig auf dem PC Open GL zurückdrängen.

Direct X

Zusammengefasst ist Direct X eine Programmierschnittstelle, die als Zwischenposition zwischen Programmierer und 3D Chip zu sehen ist. In ihr integriert findet man die API Direct 3D und einige andere Features wie der Soundansteuerung.

Displacement Mapping

Displacement = Verschiebung. Beim Bump Mapping wird anhand von Höheninformationen nur eine Oberfläche mit Vertiefungen, Ritzen oder ähnlichem simuliert. Hier, beim Displacement Mapping wird das Polygongebilde wirklich in seiner physischen Gestalt geändert. Hierzu wird eine spezielle Textur (high Map), die wieder Höhenwerte beinhaltet auf ein Objekt gelegt und der Grafikchip ändert nun an Hand der Höhenwerte die Eckpunkte so das eine wirkliche Vertiefung entsteht. So können ganze Landschaften im Grafikchip dargestellt werden und die Belastung des AGP Bus ist wesentlich geringer.

Dithering

Beim Dithering werden Pixel in leicht abweichenden Farben abwechselnt verwendet. Damit werden die Farbwerte zwischen zwei Pixeln berechnet. Es gibt zwei Arten des Ditherings. Einmal geordnetes Dithering, das nach einem bestimmten Muster vorgeht und einmel ungeordnetes Dithering, was nach dem Zufallsprinzip funktioniert. Dithering kann daher immer dann eingesetzt werden, wenn nicht ausreichend Farben zur Verfügung stehen. Allerdings sieht man meißt ein klares Muster oder eien Verzerrung in der Szenerie. Die Firma 3dfx wandte hier einen kleinen Trick an, damit man diese Raster nicht sieht. Man ließ einfach die entsprechenden Pixel verwischen, wodurch die störenden Raster verschwanden und ein weicheres Bild enstand.

Double Buffering

Um ständiges Flackern zu vermeiden wird der Grafikkartenspeicher doppelt ausgelegt. Der eine Speicherbereich (Front Buffer) enthält das Bild das im Moment angezeigt wird, im anderen (Back Buffer) wird dann bereits das nächste Bild aufgebaut. Ist dieser Prozess abgeschlossen schaltet die Anzeige auf den zweiten Bereich um und das Spielchen beginnt von vorn


E

Edge Antialiasing

Damit hässliche Pixeltreppen wesentlich weniger auffallen werden bei schrägen Linien die Ränder zweier aneinander grenzenden Flächen bzw. dessen Farbwerte (Texturränder) vom Grafikprozessor vermischt, wodurch ein wesentlich geschmeidigerer Übergang zustande kommt.

Environment Bump Mapping

Beim EMBM liegt eine Mischung aus Environtment Mapping und Bump Mapping vor. Es soll den Effekt bewirken das sich die Umgebung z.B. in etwas spiegelt und gleichzeitig die Furchen oder ähnliches dynamisch bleiben, so das die Spiegelung realistischer aussieht.

Environment Mapping

Ein Objekt wird mit einer z.B. metallischen Oberfläche, die teilweise auch bis zu einem gewissen Grad durchsichtig sein kann, überzogen die die Umgebung reflektiert bzw. spiegelt. Wird z.B. angewand bei den Scheiben eines Autos. In diesen spiegelt sich dann ein Wald. Nachteil dieser Technik ist, dass wenn das Auto z.B. in einen Tunnel fährt der Wald immer noch in der Scheibe gespiegelt wird, da es sich in der Scheibe nur um eine animierte Textur handelt. Anders beim Cubic Mapping.

Environtment Mapping

Wird angewand um den Effekt einer Spiegelung zu erzeugen. Dazu wird eine Abbildung, eine Textur der Umgebung, auf ein Objekt gelegt. Siehe auch Environment Mapping. (Nur unterschiedliche Schreibweise)


F

Die Fillrate oder zu Deutsch Füllrate, ist die Kenngröße für den theoretischen Leistungswert bei einer Grafikkarten. Der Wert gibt wieder wie viele Pixel eine GPU allgemein berechnen kann. Allerdings steht der Begriff heute nicht mehr allein. Mit der Pixelfüllrate wird angegeben wie viele Pixel ein Chip gleichzeitig schattieren oder texturieren kann. Dieser Wert errechnet sich aus dem Chiptakt, multipliziert mit den gleichzeitig arbeitenden Rendering Pipelines. Schwierig wird es so bald ein Chip Multisampling beherrscht und damit arbeitet. Einige GPU's können nämlich mehrere Teilpixel parrallel berechnen. Damit beim berechnen dieser nicht zuviel Leistung verloren geht sind die Rechenoperatioenen mehrfach in dem Chip integriert. So berechnen manche Chips bis zu 6 Teilpixel gleichzeitig wodurch natürlich auch die Fillrate um das sechsfache steigt. Deswegen ist dieser Wert mitlerweile nicht mehr besonders aussagekräftig. Deswegen hat man den Begriff Texelfüllrate eingeführt. Auch hier wird eine tgeoretische Leistung angegeben. Nämlich wie viele Pixel ein Grafikchip texturieren kann. Je nachdem wie viele TMUs ein Chip zur Verfügung hat, um so höher ist der Wert. Genauer berechnet sich die Texelfillrate aus Pixelfillrate multipliziert mit der Anzahl der TMUs.

Flat Shading / Gouraud Shading

Während beim Flat Shading ein Dreieck einheitlich gefärbt ist bekommt beim Gouraud Shading jede Ecke einen eigenen Farbwert spendiert. Durch die zwischenberechnung dieser Farbwerte der Ecken ergibt sich dann ein weicher Farbverlauf der bei wesentlich weniger Dreiecken zu einer erheblich besseren Visualen Qualität führt als das Flat Shading.

Fogging

Die Pixel eines Objektes werden hiernei mit einem festen Farbwert vermischt dessen Intensität mit zunehmender Entfernung stärker wird. Mit weiß als Farbe sorgt dies z.B. für athmosphärische Nebeleffekte. Zudem spart Fogging ordentlich Rechnerarbeit da Objekte die damit "übermalt" werden auch nicht mehr berechnet werden müssen.

Fragment

So nennt man ein, noch nicht fertig berechnetes Pixel das sich noch innerhalb des Grafikchips befindet.

Frame Buffer

Im Frame Buffer werden fertig berechnete Szenen zur Zukünftigen Darstellung abgelegt. Der Framebuffer unterteilt sich in zwei bzw. 3 Teile. Dem Front Buffer und dem Back Buffer bei Double Buffering und Front Buffer zwei Back Buffern bei Triple Buffering.

Front Buffer

Ein Teil des Frame Buffers. Er enthält das Frame bzw. das Bild, was im Moment auf dem Bildschirm ausgegeben wird. Ist das Bild ausgegeben und das Bild im Back Buffer fertig, kommt es zum Page Flipping und das Bild, der Frame aus dem Backbuffer wird angezeigt.

Full Scene Antialiasing

Kurz FSAA. Wie der Name schon sagt werden hier im Gegensatz zum Antialiasing nicht nur die Textur und Polygonkanten bearbeitet, sondern das gesamte Bild. Um die hässlichen Treppeneffekte zu verhindern wird hier das Bild einfach in einer wesentlich höheren Auflösung gerendert und dann aber nur in der eingestellten Auflösung wiedergegeben. (Supersampling) Das höhere Auflösen hat aber den Vorteil das die vorhandenen Informationen wesentlich genauer sind und so das Bild "sauberer" wird.


G

GPU

Graphic Processor Unit. So wird der Grafikprozessor abgekürzt.


H

Hidden Surface Removal

Kurz HSR. Verdeckungsberechnung. Hier wird einfach nur sichergestellt ob ein Teil eines Levels oder ein Objekt überhaupt zu sehen ist. Ist dies nicht der Fall, so können verdeckte Teile der Szenerie per Software (Hidden Surface Removal) entfernt werden. So spart sich der GPU einiges an Rechenarbeit da entsprechend verdeckte Teile des Levels erst gar nicht verarbeitet werden.


L

Lens Flare

Durch Lens Flare wird der Effekt einer Blendung simuliert. Solch ein Effekt wird oft dann angewendet wenn eine starke Lichtquelle wie z.B. die Sonne sich in einer Linse, z.B. dem Auge des Betrachters, reflektiert.

LOD

Level of Detail. Im Grunde eine Art des Mip Mappings, nur das hier nicht die Texturen bei größerer Entfernung zum Betrachter undetailierter werden, sondern das Polygonmodell. Denn wenn man ein Objekt auf Grund großer Entfernung sowieso nicht richtig erkennen kann, wieso sollte man dann das Objekt mit allen Polygonen darstellen? Es ist allerdings eine Kunst ein kontinuirliches LOD-System zu entwickeln. Denn wie bei dem Mip Mapping sieht der Betrachter wenn von der einen auf die Andere Detailstufe zu abrupt umgeschaltet wird. Hier muss der Entwickler einen geeigneten Mittelweg finden.


M

Mesh

Ähnlich Strips & Fans. Um Buskapazität zu sparen werde bei der Übertragung einer Szene oft in spezielle Strukturen zusammengefasst. Eine dieser Strukturen ist das Mesh, was soviel heißt wie Netz, Gitter oder Geflecht, also ein zusammenhängendes Drahtgittermodell, wo sich Dreiecke gewisse Eckpunkte teilen. Dreiecke in einem Mesh nennen sich Faces. Weitere Strukturen wären der Fan oder die Strips.

Mip Mapping

Sollen Texturdetails bei abnehmender Entfernung, also zunehmender Vergrößerung, noch immer gestochen scharf bleiben wendet man das Mip Mapping an. Das heißt einfach nur das eine Textur nicht nur einmal, sondern in mehreren Größen und Auflösungsstufen (im Extrem bis zu einem Pixel) gespeichert werden. Je nach Entfernung zum Objekt wird dann die passende Textur benutzt um dem Betrachter ein möglichst perfektes Bild zu bieten. Zudem funktioniert die Prozedur auch in umgekehrter Reihenfolge, also wenn der Betrachter sich von der Textur entfernt. Dann kann, da man ein weit entferntes Objekt sowieso nicht genau erkennen kann, eine oder mehrere Texturstufen nach unten geschaltet werden. Das spart Speicher und bringt Geschwindigkeit.

Morphing

Ein Effekt der zwischen zwei Darstellungen eine oder mehrere Zwischendarstellungen errechnet und so einen flüssigeren Übergang zwischen den beiden Darstellungen erlaubt. Ebenso kann ein verschmelzen von zwei Darstellungen zu einer Darstellung (die Zwischendarstellung) errechnet werden. Bevorzugte Anwendung des Morphing war für den Benutzer das unterhaltsame Bilder morphen. Wo man aus zwei Gesichtern ein drittes extrahieren konnte. Komplexere Methoden des Morphings bieten in 3D Darstellungsberechnung auch das erstellen eines Zwischenbildes zwischen zwei Ansichten. So lassen sich z.B. aus mehreren Seitenbildern eines Objektes unter Umständen das Frontalbild erstellen.

Motion Blur

Dahinter versteckt sich ein bekannter Trick der Filmindustrie wobei mehrere Bilder eines Intervalls miteinander vermischt werden. Genauer heißt das, dass hier Objekte, die sich relativ zum Betrachter bewegen mit einer "Bewegungsunschärfe" versehen werden indem in und gegen die Bewegungsrichtung des Objektes zusätzliche Bilder gezeichnet werden. Der Vorteil dieser Technik ist das Computerbilder so natürlicher wirken und man das Gefühl hat das alles wesentlich flüssiger abläuft.

Motion Trail

Wird dazu benutzt eine schnelle Bewegung vorzutäuschen. Dabei wird ein in Gegenrichtung des Objektes verschmierter Effekt erzeugt, indem die Farbwerte des dargestellten Pixels mit dem nächsten vermischt werden (75%).

Multi Texturing

Um dem Betrachter ein realistischeres Bild zu bieten werden oftmals mehrere Texturen auf ein Polygon gelegt. Also kommt zu der Basistextur z.B. noch eine Textur, die Lichteffekte darstellt. Eine sogenannte Lightning Map.

Multisampling

Multisampling ist eine Art des Antialiasings. Bei starken Kontrast oder farbwechseln wird der einzelne Pixel höher aufgelöst und bei Treppenabstufungen mit Farbzwischenwerten abgeschwächt. So wird hier dann ein Treppeneffekt vermieden. Der Vorteil gegenüber Supersampling liegt darin das Multisampling schlicht schneller ist, jedoch werden hier Fehler beim Texturing nicht korrigiert.


O

Open GL

Open GL (Open Graphics Library) ist eine Hardware- und Betriebssystem unabhängige Grafikschnittstelle mit 3D Unterstützung. OpenGL ist "keine" 3D-API im eigentlichen Sinn, da OpenGL auch 2D rendern kann.

Open ML

Open ML (Open Multimedia Library) ist ein Konkurrent zu Direct X Media, es soll ein Plattform unabhängiger Standard für Multimedia Anwendungen werden. Nicht so wie Direct X, das ausschließlich für Windows als Mulitmedia Schnittstelle fungiert. Böse Zungen behaupten allerdings das OpenML nicht ganz so "Open" ist wie es eigentlich den Anschein hat. Es wird nämlich darauf spekuliert, das bei Verwendung, Lizensgebühren anfallen.


P

Page Flipping

Page Flipping heißt nichts anderes als das, wenn ein Bild, ein Frame in einem der Buffer fertig ist und ausgegeben werden soll, zwischen den 2 (Double Buffering) oder 3 (Triple Buffering) Buffern umgeschaltet wird. Der Backbuffer wird zum Frontbuffer und umgekehrt.

PAL

Abkürzung für Phase Alternate Line. Dies ist der Fernsehstandart in Westeuropa und Australien. Die Auflösung beträgt 625 Zeilen, 580 sichtbar bei 25 Bildern bzw. 50 Halbbildern pro Sekunde. Die Auflösung kann allerdings je nach Medium unterschiedlich sein. Bei CD-I (Compact Disc Interactive) zum Beispiel, kommen 3 mögliche PAL Auflösungen in Frage: Normal = 384 x 280 Double = 768 x 280 High = 768 x 560 Bei Video-CD sieht das ganze wieder anders aus. (352x288) Und bei DVD-Movies wieder anders. (720x576)

Pixel

Picture Element, Bildpunkt. Ein einzelner Bildpunkt oder Pixel ist die kleinste darstellbare Einheit auf dem Bildschirm.

Pixel Shader

Ein Pixel Shader ist eine programierbare Berechnugseinheit im GPU, der dafür Zuständig ist per Multiplikation, Addition und Skalarprodukten die Farbwerte einzelner Bildpunkte zu bestimmen. Außerdem vermischt er Texturdaten und schreibt sie in den Speicher. Benutzt wird der PS z.B. für Regen, der Wellen auf einem See verursacht. Mit ihm kann die Ausbreitung der Welle genau simuliert werden.

Polygon / Dreieck

Polygon = Vieleck. Da aber der Grafikprozessor nur etwas mit Dreiecken anfangen kann werden diese als Grundelement für jede dreidimensionale Spielwelt oder eines Objektes benutzt.

Prozedurale Texturen

Diese werden zum Beispiel bei Wasser eingesetzt. Anstatt ein Bitmap wie bei einer normalen Textur zu zeichnen wird während des Renderprozesses nur eine bestimmte Struktur vorgegeben und dann anschließend die eigentlich e Map mit Hilfe von speziellen Algorithmen in Echtzeit berechnet. Auch hier wird die optische Qualität stark verbessert, was aber auch Performance kostet.


R

RAMDAC

Random Access Memory Digital Analog Converter. Wandelt die digitalen Informationen der Grafikkarte in ein analoges Signal für den Monitor um.

Raytracing

Die Lichtstrahlverfolgung soll 3D Szenen reeller wirken lassen. Dabei werden je nach Objekt, die Lichtbrechungen, die darauffallenden Schatten, eigene und fremde Spiegelungen bzw. Reflektionen berücksichtigt.

Rendering

Teil der Rendering Pipeline. So nennt man den gesamten Arbeitsvorgang der für die Berechnung eines Pixels nötig ist.

RGB / RGBA

Red, Green, Blue / Red, Green, Blue, Alpha. Die drei Grundfarben sind Rot, Grün und Blau (kurz RGB). Addiert bzw. mischt man diese ergeben sie weiß. Beispielsweise werden dunkle Farben durch eine verringerte Stärke (Intensität) der jeweiligen Grundfarben gemischt. Durch einen vierten Wert, Alpha, kann auch eine Transparenz bestimmt werden (RGBA). RGB wird auch als additives, sprich ein auf Adition beruhendes Farbsystem bezeichnet.


S

SDRAM

Synchronous Dynamic RAM. Als Speichermodule gibt es ihn in den Spezifikationen PC66, PC100 und PC133. Mit jeweils 66MHz, 100MHz und 133MHz Arbeitstakt. Für spezielle Fälle, wie z.B. auf 3D Karten, sind SDRAM's auch als 143MHz, 166MHz und 183MHz-Versionen zu bekommen

Sideband Adressesing

Wenn aktiviert werden der Grafikkarte über den AGP Bus 8 zusätzliche Datenleitungen zur Verfügung gestellt die die Grafikleistung stark erhöhen können.

Specular Highlights

Dahinter versteckt sich lediglich ein Glanzlichteffekt. DerGlanzlichteffekte wird durch eine virtuelle Spiegelung von Lichtstrahlen auf einer virtuellen Oberfläche eines Objektes erzeugt.

Sphercial Environment Mapping

SEM nutzt nur eine einzige Textur, um die Umgebungsreflektion zu erzeugen. Um zu verstehen, wie diese Textur generiert wird, kann man sich vorstellen, die gesamte Umgebung würde auf das Innere einer Kugel projiziert. Abhängig von der Richtung, in der man in der Kugel schaut, sieht man nun die jeweilige projizierte Umgebung. Wenn man diese Kugel nun 'aufrollt', bekommt man eine flache Textur, die die gewünschte Umgebung repräsentiert. Dieses Prinzip funktioniert jedoch nur, wenn sich der Ort des Kugelzentrums nicht ändert, also das Objekt, das mit Environment Mapping belegt werden soll, sich nicht bewegt. Ansonsten muss die gesamte Umgebungstextur neu generiert werden. Auch wenn sich der Ort des Betrachters ändert, ist die Umgebung teilweise nicht mehr korrekt reflektiert. Ein weiteres Problem entsteht im Zusammenhang mit der flachen Textur der Kugelinnenfläche. So ist es sehr schwierig, diese ohne auffällige Verzerrungen zu erzeugen. Spherical Environment Mapping braucht im Gegensatz zu anderen Verfahren recht wenig Speicher und funktioniert recht gut, um Glanzlichter auf fixen reflektierenden Objekten darzustellen, sowie im Zusammenhang mit Environment Mapped Bump Mapping. Diese Techink wir z.B. auch beim Chrome Effekt eingesetzt.

Stencil Buffer

Der Stencil Buffer ist Bestandteil des Z-Buffers, er dient als Puffer für zusätzliche Pixel Informationen (sofern notwendig). Verwendung findet er vor allem zur korrekten Darstellung von Reflektionen oder auch von diversen Schatteneffekten.

Strips and Fans

Viele Polygone teilen sich gemeinsame Ecken. Natürlich ist es recht aufwendig nun bei jedem Dreieck alle drei Kanten neu zu berechnen. So können 3D-Karten die Informationen in einem sogenannten Strip zusammenfassen und sparen sich so natürlich viel Rechenaufwand. Genauer heißt das, dass nur die Eckpunkte eines Polygongebildes neu berechnet werden, wodurch sich dann die jeweiligen Dreiecke von selbst ergeben. Bei Fans verhält es sich ähnlich, nur das hier alle zusammenhängenden Dreiecke einen gemeinsamen Eckpunkt aufweisen. Dieser wird dann herrausgefiltert, was den Vorteil hat das dann nicht mehr alle Eckpunkte berechnet werden müssen und so viel Rechenaufwand gespart wird.

Supersampling

Wie Multisampling eine Art des Antialiasings. Beim Supersampling wird ein Pixel ebenfalls höher aufgelöst, so das mehrere Teilpixel entstehen die dann miteinander vermischt werden. So werden sowohl die Treppcheneffekte entlang der Polygonkanten, Jaggiers genannt, bekämpft, als auch die Bildfehler die manchmal beim Texturing entstehen. In der Regel ist Supersampling allerdings mit einem starken Geschwindigkeitsverlust verbunden da bei vierfachem Supersampling entsprechend dann auch die vierfache Menge an Daten über den Datenhighway wandeln müssen.


T

T&L

T&L steht für Transform and Lighting. Wenn man von einer Grafikkarte mit T&L Funktion bzw. Feature redet, meint man damit eine Karte welche die Fähigkeit hat dem Hauptprozessor die Berechnung von Transformations- und Lichteffekten abzunehmen. Da Grafik-"Prozessoren" hierfür besser optimiert bzw. spezialisert sind als Hauptprozessoren, können sie auch gewünschte Effekte in der Regel schneller berechnen.

Table Based Fog

Beim sogenannten Table Based Fog der auch Pixel Fog genannt wird, wird die Darstellungsintensität anhand jedes einzelnen Pixels berechnet. Also die überzeichnung des Objektes in der Entfernung mit der Grundfarbe weiß.

Tesselation

Heißt "Dreieckszerlegung". Sorgt dafür das gekrümmte Oberflächen oder Vielecke in Dreiecke umgewandelt werden da der Grafikprozessor nur damit umgehen kann.

Texel

Ein einzelner Wert einer Textur heißt Texel.

Textur

Bild oder englisch Bitmap welches über ein Polygon gelegt wird. Im Grunde das, was wir nachher sehen.

Texture Compression

Bei Verwendung einer Texture Compression liegen die Daten meist schon vom (z.B.) Spielehersteller in kompremierter Form vor. Sie werden über den Bus an die Grafikkarte geschickt und dort entpackt. Wenn die Grafikkarte Hardwareseitig Texture Kompremierung unterstützt, dann dürfte der Grafikprozessor nicht belastet werden. Bei der reinen Software Unterstützung hingegen, da müssen die Daten vom Grafikprozessor und zwar ganz allein vom Grafikprozessor entpackt werden. Was durchaus zu Leistungseinbussen führt. Je nach Grafikkarte kann nun der Anwendung verschieden viel Speicher zur Verfügung gestellt werden. Die maximale Auflösung einer Textur ohne Kompremierung liegt bei 512x512, mit, hingegen bei 2048x2048. In der Regel benutzt aber kein Spiel pro Textur eine höhere Auflösung als 256x256 bzw. dann mit Textur Kompression 1024x1024. Textur Compression kann auch dafür benutzt werden z.B. 6mal mehr bzw. viele Unterschiedliche Texturen in einer geringeren Auflösung zu bieten. Dadurch wären viel größere Spiele-Maps möglich, allerdings sinkt natürlich auch die Qualität.

Texture Mapping

Überlagerung eines Polygons mit einer/einem perspektivisch korrekt dargestellten Textur/Muster wie etwa einer Ziegelmauer.

TMU

Texture Management Units. Deren Anzahl bestimmt wie viele Texturen in einem Taktzyklus auf ein Objekt angebracht werden können.

Triangle Rate

Gibt den Polygondurchsatz einer Grafikkarte an. Hiermit wird oft die Leistung der T&L Einheit beschrieben. Die Angabe bezieht sich auf die berechneten Dreieckspunkte pro Sekunde (Vertices). Nimmt man es genau und bezieht den Wert auf eine normale Spielszene oder ähnlichem, drittelt sich dieser Wert allerdings da hier entgegen dem Idealen Test nicht alle, oder möglichst viele Dreiecke einen Eckpunkt haben.

Triangle Setup

Ein Bestandteil der 3D Pipeline. Zerlegt Dreiecke in Pixel und bestimmt deren Anfangs- und Endpunkte einer Pixelserie

Trilineares Filtering

Damit der Wechsel zwischen zwei Mip Maps nicht zu abrupt erfolgt wird das trilineare mapping angewendet. Hierbei fließen in die Berechnung eines Bildpunktes zusätzlich noch die Farbwerte der beiden Mipmaps ein. Das steigert die Bildqualität ungemein, kostet aber auch Rechenaufwand.

Trilineares Mip Mapping

Damit der Wechsel zwischen zwei Mip Maps nicht zu abrupt erfolgt wird das trilineare mapping angewendet. Hierbei fließen in die Berechnung eines Bildpunktes zusätzlich noch die Farbwerte der beiden Mipmaps ein. Das steigert die Bildqualität ungemein, kostet aber auch Rechenaufwand.

Triple Buffering

Wie beim Double Buffering wird der Speicher auch hier unterteilt. Allerdings dreifach. Während im ersten Speicherbereich das auszugebene Bild ruht wird in den beiden anderen das nachfolgende berechnet. Ist das nächste aus dem zweiten Speicherbereich fertig wird auf diesen umgeschaltet und so weiter. Nach dem dritten beginnt hier das Spiel dann von vorn.

Truform

Truform rendert aus einem groben Gittermodel ein detailreicheres Model und schont dabei die Kapazitäten. Das Resultat wirkt dabei weniger Kantig bzw. womöglich sogar gerundet. Statt ein detailreiches und arbeitsintensives 3D-Modell aus einem detailreichen Gittermodell zu errechnen, bedient sich Truform lediglich eines groben Gittermodels und erzielt damit ähnlich gute Resultate, indem man aus einem Polygon, mehrere dazu berechnet. Dabei wird die Speicherbandbreite der Grafikkarte sowie auch der AGP-Bus geschont, da die Berechnungen auf der GPU selbst ablaufen und zusätzlich auch nicht so viele Informationen transportiert werden müssen. Truform Berechnungen entlasten also bei ähnlich guten Ergebnissen das ganze System, belasten dafür die GPU stärker. Ähnlich wie bei der Textur Kompremierung läßt sich Truform in zwei mögliche Richtungen nutzen. Entweder um das resultierende Ergebnis mit geringem Aufwand zu verbessern oder um ein gleich gutes Ergebnis mit weniger Leistung zu produzieren. Die Truform Technik läßt sich mit geringem Aufwand in bisherige und zukünftige Spiele integrieren. Interessant erscheint auch, dass theoretisch damit recht alte Spiele mit einfachen Mitteln grafisch auf den neuesten Stand gehoben werden können. In wie weit die Spiele Entwickler diese Option nutzen werden, ist noch fraglich. Da bisher nur bestimmte ATI Chips so eine Technik effektiv einsetzt.


V

Vertex Based Fog

Hierbei wird im Gegensatz zum Table Based Fog kein Pixel mit einer Grundfarbe überzogen, sondern das gesamte Polygon. Technisch funktioniert das so, dass mit den Eckdaten eines jeweiligen Polygons die Deckung berechnet wird und die Fläche interpoliert wird.

Vertex Shader

Der Vertex Shader ist, wie der Pixel Shader ein Teil der T&L Einheit. Genauer betrachtet ist er eine programmierbare Recheneinheit des Grafikchips. Er wird auch oft als programmierbare T&L-Einheit beschrieben. Der Vertex Shader berechnet in Hardware unter anderem die Position der Dreieckspunkte in einer Szene. So wird es dem Entwickler erlaubt, die Bewegung von z.B. Figuren zu beeinflussen und in echtzeit Dellen in einem Fahrzeug nach einer Kollision zu realisieren. Zudem kann er noch Farbberechnungen, Texturkoordinaten und Reflexionsangaben für den Pixel Shader vorbereiten. Der Vertex Shader kann auch, sofern er nicht in den GPU integriert ist, vom Prozessor emuliert werden.

Video Mapping

Video Mapping ist eine Variante des Textur Mappings, bei der die Polygone mit einer animierten Textur (z.B. ein Avi oder MPEG File) beklebt werden.


W

Wireframe

Wireframe Mode heißt nur, dass von einem Objekt oder gar gar einer ganzen Landschaft sämtliche Texturen entfernt werden und somit alle Dreiecke sichtbar werden.


Z

Z-Buffering

Der Z-Buffer ist nichts anderes als ein Speicher, der die Positionierung eines Pixels auf der Z-Achse, also in der Tiefe des raumes, speichert. Bei gleicher Bildschirmposition wird dann aufgrund der Tiefeninformation entschieden ob für den Betrachter ein Bildpunkt sichtbar ist oder nicht. Wenn dies nicht der Fall ist wird der Pixel aus dem Speicher gestrichen.


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