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Sie dachten, wir sind schon fertig? Falsch gedacht. Erst mit dem 4. Band unseres 3D-Langenscheidts kennen Sie den ganzen 3D-Wortschatz.
Dieser Artikel erschien im Original in der PC Games Hardware 10/2001. Die Begrifflichkeiten haben sich aber seitdem nicht geändert.
GigaTexel und Matrix-Skinning sind wichtig - sagt zumindest die Industrie. Nur wer weiß schon genau, was sich hinter diese Begriffen verbirgt? Lernen Sie dazu! Neun weitere Fachwörter werden auf den folgenden Seiten erklärt. Nach der Lektüre unserer 3D-Vokabel-Sammlung ist Ihr Grafikkartenwissen up-to-date.
Skinning
SKINNING sorgt für realistische Körperbewegungen.
In Spielen werden bei bewegten Charakteren wie Tieren, Monstern oder Spielern oft bewegliche Glieder definiert. Speziell bei stark angewinkelten Gliedteilen beobachtet man bei diesem Verfahren an den Gelenken hässliche Übergänge, ja sogar Löcher oder unrealistische Verzerrungen im Gewebe. Mittels "Matrix Skinning" lassen sich Körperbewegungen hardwarebeschleunigt animieren und die beschriebenen Verbindungsfehler vermeiden, indem die Position der Dreieckseckpunkte an den Gelenken variiert wird. Je nach Entwicklungsstand der Hardware können unterschiedlich viele Glieder in die Berechnung einfließen. Die Berechnungsdaten eines Muskels oder eines Körperglieds werden dabei in so genannten Matrizen festgehalten, einer mathematischen Zahlenstruktur. GeForce2 -Beschleuniger beherrschen 2-faches Matrix Skinning. Bis zu zwei Glieder können hier die Bewegung und die Position der Eckpunkte bestimmen, was kaum für einen sinnvollen Einsatz in Spielen ausreicht. Besser geeignet scheint 4-faches Matrix Skinning mit vier Berechnungsglieder, das vom Radeon (Ati) und vom GeForce3 (Nvidia) unterstützt wird. Doch auch dieses Verfahren ist limitiert. Zwar reichen vier Knochen oder Muskeln für die realistische Animation eines einzelnen Gelenks, doch verteilt über einen ganzen Körper agieren viele verschiedene Gelenke mit unterschiedlichem Bewegungsverhalten. Die Lösung nennt sich Paletted Matrix Skinning und ist ebenfalls im GeForce3 sowie im Matrox-G550-Prozessor eingebaut.
Für jedes Gelenk lässt sich eine neue Gruppe Berechnungsmatrizen nachladen, so dass hier jeweils unterschiedliche Daten genutzt werden können (meist bis zu vier Matrizen). Bei programmierbaren Prozessoren sinkt dabei allerdings die Leistung mit jedem zusätzlich berücksichtigten Glied. Insgesamt stehen je nach Chip bis zu 256 Berechnungsvorschriften zur Verfügung, welche die endgültige Position der Dreieckseckpunkte an den Gelenken beeinflussen können. Die Berücksichtigung derart vieler Werte lässt Bewegungen enorm dynamisch und realistisch aussehen und gibt den Entwicklern bei der Erstellung komplexer Charakteranimations-Algorithmen freien Handlungsspielraum. Die beschriebenen Funktionen werden bei Grafikkarten ohne Hardware-Unterstützung vom Hauptprozessor ausgeführt.
Spiele-Engine
SPIELEENGINE Sie kümmert sich um alles, was mit dem Spieleablauf zu tun hat
Ein Spiel besteht aus verschiedenen kleinen Programmen, die für unterschiedlichste Zwecke vom Spielehersteller entwickelt werden. Der "Spiele-Engine" genannte Programmteil ist dabei grundsätzlich für sämtliche Berechnungen verantwortlich, die das Geschehen während des Spielablaufs beeinflussen. Dazu gehören Berechnungsanweisungen zum Verhalten der Gegner (künstliche Intelligenz, engl. Artificial Intelligence; AI) sowie Physikberechnungen zum Verhalten der Objekte. Letzteres berechnet beispielsweise die Flugbahn einer Rakete in einer Flugsimulation oder die Auswirkung der Fliehkraft bei einem Autorennspiel (Querneigung des Boliden). Für die Darstellung der Spieledaten ist die 3D-Engine verantwortlich, welche ebenfalls ein Teil der Spiele-Engine ist. Oft kommt es vor, dass manche Spiele dieselbe 3D-Engine nutzen. Einige Spieleentwickler haben sich dann auf den 3D-Teil der Spiele-Engine spezialisiert und bieten diesen gegen eine Gebühr anderen Firmen zum Einbau in die eigenen Spiele-Engine an (z.B. Q3-Engine oder Unreal-Engine). Andere wiederum lizenzieren ihre 3D-Sound-Routinen.
