Seite 3: 10 Meilensteine - Auf dem Weg zur Geforce GTX 680

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Inhaltsverzeichnis

1

Einleitung
Polygone (1983)
John Carmack (1996)
3Dfx (1996)

2

Multi Texturing (1998)
Deferred Rendering (2006)
Programmierbare Shader (2000)

3

Hardware Transform & Lighting (1999)
Euklid von Alexandria (um 300 v. Chr.)
High Dynamic Range Rendering (2005)
DirectX (1995)

4

Fazit

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Hardware Transform & Lighting (1999)

Kurz vor der Jahrtausendwende triumphieren Grafikkarten bei der Spieleleistung endgültig über den Prozessor. Hardware Transform and Lighting (oder kurz: T&L) verlagerte 1999 erstmals aufwändige Positions- und Licht-Berechnungen komplett auf die Grafikkarte, der Prozessor wurde so entlastet. Die deutlich schnellere Berechnung durch die Grafikkarte entfernte den Flaschenhals CPU und erlaubte wesentlich komplexere Grafiken. Besonders die Beleuchtung in Spielen profitierte, aufwändige Licht- und Schattenspielereien wie beispielweise in Splinter Cellwären ohne T&L undenkbar. Grafikkarten ohne T&L-Unterstützung wie die 3dfx Voodoo 5 oder die S3 Savage verschwanden vom Markt, ATI und Nvidia legten dank T&L mit der Radeon und der Geforce 256 die Grundsteine zu ihrem späteren Welterfolg.

Der Produktname »Geforce« stammt nicht aus der PR- oder Marketing-Abteilung von Nvidia, sondern geht auf einen Vorschlag in einem Gewinnspiel zurück, bei dem jeder einen Namen für die neue Nvidia-Hardware vorschlagen konnte.

Euklid von Alexandria (um 300 v. Chr.)

Der Franzose René Descartes wusste: Jeder Punkt im Raum hat eine eindeutige Position, die sich mit drei Koordinaten beschreiben lässt – die Grundlage für dreidimensionale Computerspiele.

Gut 300 Jahre vor unserer Zeitrechnung beschäftigten sich die ersten Mathematiker mit dreidimensionalen Räumen. Euklid von Alexandria beschrieb umfassende Erkenntnisse zur Geometrie in seinem Buch »Die Elemente«, wobei er nicht nur eigenes Wissen einbrachte, sondern auch Erkenntnisse anderer zusammenfasste und durch eigene Erklärungen bewies. Ohne dessen Vorarbeit wäre der französische Mathematiker René Descartes Mitte des 17. Jahrhunderts wohl nicht auf die Idee des kartesischen Koordinatensystems gekommen, mit dem er beweisen konnte, dass jeder Punkt im Raum mit drei Koordinaten zu bestimmen ist. Computergrafik ist nichts anderes als Mathematik, und so werden auch Polygone mit den Koordinaten X (Breite), Y (Höhe) sowie Z (Tiefe) im virtuellen Raum platziert.

High Dynamic Range Rendering (2005)

Wer kennt das nicht: Nach einer langen Nacht auf der LAN-Party erscheint das Sonnenlicht am nächsten Morgen besonders grell. In Spielen waren solche Szenen undenkbar, bis High Dynamic Range Rendering (HDR) 2005 die Beleuchtung in Spielen gehörig aufpolierte. Durch den im Vergleich zu vorher deutlich breiteren Farbumfang können Lichtquellen oder Reflexionen nun die Konturen von Objekten überstrahlen und dadurch den Eindruck erwecken, sie würden den Spieler blenden. Half-Life 2: Lost Coast war einer der ersten Titel, die HDR nutzen, mittlerweile gehören Überstrahl- und Blendeffekte zum guten Ton in der Spieleprogrammierung, und so machen machen praktisch alle aktuellen Titel Gebrauch von dem erweiterten Farbumfang.

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Half-Life: Lost Coast demonstrierte die Leistungsfähigkeit der Source-Engine 2005. Gut zu sehen: die HDR-Effekte, die die Häuser im Hintergrund überstrahlen lassen.

DirectX (1995)

In der Zeit vor DirectX herrschte in der Spieleentwicklung vor allem eines: Verwirrung. Spiele mussten aufwändig an einzelne Grafikkarten, Joysticks und Soundkarten angepasst werden, einheitliche Schnittstellen gab es mit OpenGL ausschließlich für die Grafik. Kaum wurden PC-Spiele kommerziell interessant, erkannte Microsoft deren Potenzial und entwickelte DirectX, um Grafik-, Audio- und andere Multimedia-Befehle am Windows-PC zu vereinheitlichen. Prompt beginnt der Siegeszug von PC-Spielen auf Windows-PCs. Entwickler können nun für eine einheitliche Plattform programmieren und Spieler auf die Kompatibilität ihrer Hardware vertrauen.

Ab 1995 entwickelt sich DirectX zusammen mit Windows 95 zum Standard in der Spieleindustrie und wird durch Microsoft mit Unterstützung von AMD sowie Nvidia permanent weiterentwickelt. Die nächste Ausbaustufe DirectX 11.1 soll zusammen mit Windows 8 erscheinen und könnte auch die Basis für die nächste Xbox bilden. OpenGL, das neben Windows auch für viele andere Systeme, darunter Mac OS X, Linux und die Playstation 3, zur Verfügung steht, spielt am PC nur noch im professionellen Umfeld eine Rolle.

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Meilensteine der 3D-Geschichte - DirectX ansehen