Seite 2: Die Grafiktricks der Spieleentwickler - Spektakuläre Effekte für Filmoptik

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Inhaltsverzeichnis

1

Einleitung

2

Ab in die 3. Dimension

3

Schönere Oberflächen

4

Viel Licht, viel Schatten

5

Shader mit Kinoformat

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Ab in die 3. Dimension

Immer wieder aufs Neue versuchen Hersteller, 3D-Brillen an den Mann zu bringen. Vergeblich – wer will so rumlaufen?

Der Traum, dem flachen, zweidimensionalen Bildschirm eine dritte (wenn auch virtuelle) Dimension zu verpassen, wurde Anfang der 80er-Jahre Realität. Zunächst auf Home Computern wie dem C64 oder dem VIC-20 nahmen Spiele wie Battlezone (1983) oder Elite (1985) erstmals Abstand von der reinen 2D-Darstellung und setzten die Spielwelt teilweise aus Dreiecken zusammen. Bis heute hat sich daran nichts verändert – alle 3D-Welten in Computerspielen bestehen aus Vielecken, den Polygonen. In der Praxis nutzen die Spieleentwickler primär Dreiecke, und nicht Vier- oder Fünfecke – Dreiecke kosten eben am wenigsten Rechenzeit.

Doch was ist ein Polygon überhaupt? Ein Polygon, in unserem Fall also ein Dreieck, hat seinen Ursprung in drei Punkten im dreidimensionalen mathematischen Koordinatensystem. Diese Eckpunkte heißen in der Fachsprache Vertices. Verbindet man sie, entsteht ein nacktes Dreieck. Für ein Quadrat in einem PCSpiel benötigt man zwei Dreiecke, für einen Würfel mit seinen sechs Seiten zwölf Dreiecke. Um organische oder runde Formen wie beispielsweise eine Kugel darzustellen, nähert man die Form durch möglichst viele Dreiecke an und erzeugt so den Eindruck einer Kugel – keine Hardware ist schnell genug, komplexere geometrische Formen wie eine Kugel direkt über deren mathematische Formel in Echtzeit zu berechnen.

Mit der über die Jahre steigenden Rechenleistung konnten Spieleentwickler die Dreiecke später auch mit farbigen Flächen füllen, wie die PC-Version von Elite (1987) zeigt. Seitdem steigt die Polygonzahl mit jeder Generation weiter an, sodass mittlerweile viel mehr Details ausmodelliert werden können als zur Geburtsstunde der 3D-Spielegrafik (Beispiele: Gesichter, Hände, Bäume). Einen großen Schritt bedeutete hierbei die Einführung von »Transform and Lighting« mit DirectX 7 und der ersten Geforce, der Geforce 256 (Ende 1999). Um die Menge der dargestellten Objekte – seien es Einheiten, Pflanzen oder schlicht die Sichtweite über eine Stadt – ohne Leistungsverlust deutlich zu erhöhen, gibt es seit DirectX 9.0c das »Geometry Instancing« (siehe Artikel »Grafikkeffekte entschlüsselt«). Runde Autoreifen sehen wir aber auch 2007 immer noch nicht.