Bump Mapping & Füllrate
Die 3D-Grafik ist geprägt von eigenen Begriffen und Namensgebungen. Mit jeder neuen Beschleuniger-Generation wird die Begriffsliste länger und unübersichtlicher. Obwohl viele Marketing-Kreationen kurzlebiger Natur sind, etablieren sich einige dieser "Buzzwords" im täglichen 3D-Wortschatz. Haben Sie noch den Durchblick im stetig wachsenden Wörter-Dschungel? Wir entwirren das 3D-Begriffs-Chaos für Sie.
Bump Mapping:
BUMP MAPPING Für die realistische Nachbildung von Wasser kommen Bump-Mapping-Techniken zum Einsatz.
Um Landschaften oder Spielobjekte detaillierter zu gestalten, kann der Spieleprogrammierer einfach zusätzliche Dreiecke in der Szene unterbringen. Eleganter und weniger aufwendig geht das Ganze durch spezielle Texturen. Diese enthalten Strukturinformationen für das Objekt, also Höhen- und Tiefenwerte in Form einer Graustufen-Textur. Der Grafikchip berücksichtigt diese Strukturwerte beim Schattieren der Dreiecke und erzeugt damit eine fühlbare Oberfläche. Die Ausleuchtung der Pixel ändert sich je nach Position der in der Szene befindlichen Lichtquellen und erzeugt dadurch die Illusion von Furchen und Erhöhungen ("Bumps").
Es existieren drei verschiedene Arten des Bump Mappings. Das mittlerweile fast bedeutungslos gewordene Embossed Bump Mapping gilt als Softwarelösung und kann auf jedem Grafikchip durchgeführt werden. Leider arbeitet es sehr ungenau und erzielt nur mit hohem Aufwand ansprechende Resultate. Umgebungsabhängiges Bump Mapping (EMBM) nutzt zusätzlich zur Strukturtextur eine Umgebungstextur, aus der die passenden Texturwerte gelesen und beigemischt werden. Dynamische Reflexionseffekte (z. B. Wasser) lassen sich damit sehr leicht erzielen. Das dritte Verfahren, Dot3 Bump Mapping, zeichnet sich durch die exakten und dynamischen Berechnungen aus. Für jedes Pixel werden dabei die korrekten Ausleuchtungswinkel in Abhängigkeit der Lichtquellen berechnet und bei der Schattierung berücksichtigt. Dot3 Bump Mapping ist einer der Effekte, die derzeit unter den Sammelbegriff "Pixel Shading" fallen.
Füllrate:
FÜLLRATE Die rot eingezeichneten Teile eines Grafikchips bestimmen die theoretische Füllrate eines Grafikchips.
Die Leistungsfähigkeit eines Grafikchips zeichnet sich unter anderem dadurch aus, wie viele Pixel pro Sekunde er schattieren und mit Texturen bekleben kann. Diese Leistung ist abhängig von der Taktfrequenz des Chips und der Anzahl der Pixel-Pipelines, die parallel im Grafikchip arbeiten. Aus der Kombination dieser zwei Werte ergibt sich die Leistungsangabe "Füllrate". Ein mit 200 MHz getakteter Grafikchips mit 4 Pixel-Pipelines erreicht dadurch eine Leistung von 800 Millionen Pixel pro Sekunde. Die oft auch genannte Leistungsbezeichnung "Texelfüllrate" berücksichtigt dabei zusätzlich, wie viele Texturen der Chip auf jedes Pixel in einem Taktschlag auftragen kann. Ein 200-MHz-Chip mit 4 Pixel-Pipelines und einer Einheit zur Texturierung pro Pipeline leistet 800 Millionen (gefilterte) Texel pro Sekunde, derselbe Chip mit zwei Textureinheiten leistet 1.600 Millionen Texel pro Sekunde. Dabei handelt es sich meistens um theoretische Maximalwerte. In der Praxis setzen die Speicherstraßen dem Leistungspotenzial Grenzen, da der Speicher die vom Chip angeforderten Texturwerte nicht schnell genug abliefern kann.
