Z-Buffering
Sie dachten, wir sind schon fertig? Falsch gedacht. Erst mit dem 4. Band unseres 3D-Langenscheidts kennen Sie den ganzen 3D-Wortschatz.
Z-Buffering (Unterform von HSR)
Z-BUFFER Mittels Z-Buffering werden die sichtbaren Teile der Spieleszene bestimmt.
Um sich überdeckende Objekte korrekt darzustellen, bedienen sich fast alle Grafikchips eines "Z-Buffering" genannten Verfahrens. Dessen Aufgabe ist es zu verhindern, dass nicht sichtbare Teile der Szene dargestellt werden. Z-Buffering ist somit eine Form des "Hidden Surface Removal" (HSR). Bei den meisten 3D-Beschleunigerchips werden die ankommenden Dreiecke in Pixel zerlegt, schattiert und texturiert (Rendering). Vor dem anschließenden Schreiben in den Grafikspeicher kommt das Z-Buffering zum Zug. Aus den Dreiecksdaten errechnet der Grafikcontroller für jedes Pixel den aktuellen Tiefenwert (Z-Wert), also einen Zahlenwert für den Abstand des Bildpunktes zum Betrachter. Je größer dieser Wert ist, umso weiter weg befindet sich das Objekt. Im folgenden "Z-Test" genannten Vorgang stellt der Grafikchip fest, ob an dieser Stelle bereits ein Pixel gezeichnet wurde und ob dieses räumlich vor dem neuen Pixel liegt. Wie die Farbinformationen werden auch die Tiefeninformationen für jedes Pixel in einem Bereich des Grafikkartenspeichers (Z-Buffer; Tiefenpuffer) abgelegt, so dass der Grafikchip stets Zugriff auf alle relevanten Bildinformationen hat.
Der Chip vergleicht die alten Daten an dieser Stelle mit dem neuen Wert. Ist der neue Tiefenwert kleiner als der zuvor gespeicherte, so werden die Farb- und Tiefeninformationen im Speicher ersetzt, das heißt der neue Bildpunkt überdeckt einen zuvor gezeichneten Bildpunkt. Im umgekehrten Fall geschieht nichts, der neu berechnete Bildpunkt für diese Koordinaten wird ignoriert, da er von einem zuvor berechneten Pixel bereits überdeckt wird. Einige Grafikboliden der neuesten Generation (KYRO, GeForce3) führen Teile des Z-Bufferings oder ähnliche Verfahren vor dem Schattieren und Texturieren der Pixel durch. Durch dieses "vorgezogene Hidden Surface Removal" sparen die Chips Rechenleistung und Speicherzugriffe, sofern sich in einem Spiel mehrere Objekte überdecken.
