Lighting
An den bizarren Wortschöpfungen in der Computerindustrie ist auch der 3D-Sektor nicht ganz unschuldig. Mesh hier, Shader da: Verrückte Begriffe werden Ihnen eigentlich dauernd an den Kopf geworfen. Wer blickt da noch durch? Wir helfen weiter, den Begriffsdschungel zu durchdringen.
Lighting: Vertex, Lightmap, Per-Pixel Lighting
Alice nutzt Lightmaps für die speziellen Lichteffekte.
Es werde Licht - auch in der virtuellen Welt ist dieser Satz wichtig. Grundbaustein der Beleuchtung ist das Vertex Lighting (Beleuchtung über Eckpunkte). Diese Berechnungen werden auf den Eckpunkten der Dreiecke ausgeführt. Abhängig von den Positionen der Lichtquelle, dem Einfallswinkels des Lichts, dessen Streuung und Farbe sowie dessen Entfernung wird für jeden Eckpunkt ein eigener Farbwert ermittelt. Speziell bei groben Dreiecksmodellen ist dieser Art der Beleuchtung jedoch Grenzen gesetzt. Glanzlichter, wie sie beispielsweise auf dem Lack eines Rennboliden durch die Sonne erzeugt werden, lassen sich damit nicht darstellen. Hier helfen Lightmaps. Lightmaps sind spezielle Texturen, die nur Helligkeitsabstufungen enthalten. Die Textur wird dazu genutzt, die Pixel innerhalb der Dreiecke aufzuhellen oder abzudunkeln, womit ein Glanz-Effekt erzeugt werden kann. Eine Evolutionsstufe weiter ist bereits das Per-Pixel Lighting (pixelgenaue Beleuchtung), das nur bei modernen Beschleunigerchips in Hardware angeboten wird (GeForce2, Radeon, Kyro II). Während Lightmaps vorberechnete Beleuchtungsdaten enthalten, werden bei der pixelgenauen Beleuchtung auch Echtzeitberechnungen durchgeführt, die den Winkel der Lichtquellen mit berücksichtigen.
Level of Detail (LoD)
Je näher, umso detaillierter sehen Gegner oder Landschaften aus.
Wozu einen Gegner mit 10.000 Polygonen darstellen, wenn dieser noch so weit entfernt ist, dass man einen hohen Detailgrad gar nicht erkennen kann? Diese Überlegung steckt hinter den Level-of-Details-Systemen (Level of Detail = Detailstufen), die in praktisch jeder 3D-Engine schlummern. Um Rechenzeit zu sparen, werden weit entfernte Objekte klammheimlich nur sehr grob mit wenigen Polygonen dargestellt. Erst wenn der Gegner zähnefletschend vor dem schwerbewaffneten Ego steht, ist die volle Detailpracht gefragt. Das Level-of-Detail-System wechselt dann auf maximale Optikqualität und verwöhnt die Netzhaut mit der maximalen Polygonschwemme. Die Silhouette wird rund, die Figur detailliert. Der Übergang zwischen den verschiedenen Detailabstufungen sollte im Idealfall fließend erfolgen. Leider beherrschen nur wenige 3D-Gurus die Kunst des kontinuierlichen Level of Detail, so dass bei vielen 3D-Engines der Übergang schrittweise erfolgt. Bei guten 3D-Engines bemerken Sie diesen Trick jedoch nicht. Manche Entwickler wollen bzw. müssen allerdings zu viel Prozessor-Power einsparen. Sie verzögern den Wechsel auf einen höhere Detailstufe zu lange. Das Vorgehen rächt sich, indem der Stufenwechsel klar sichtbar wird.
Mesh
Ein Mesh besteht aus zusammenhängenden Dreiecken, beispielsweise Strips & Fans. Einige Eckpunkte werden für mehrere Dreiecke recycelt.
Um Transportkapazität bei der Übertragung der Spieleszene vom Hauptspeicher an die Grafikkarte zu sparen, werden die einzelnen Dreiecke oft zusammengefasst in speziellen Strukturen übertragen. Eine dieser Strukturen wäre das "Mesh" (Netz, Gitter, Geflecht), ein zusammenhängendes Drahtgitter-Modell, bei dem sich die einzelnen benachbarten Dreiecke viele Eckpunkte ("Vertices") teilen. Durch das Zusammenfassen müssen die Eckpunkte nicht mehrfach übertragen, transformiert und beleuchtet werden. "Dreiecke" in einem Mesh nennen sich Faces (Flächen). Weitere Strukturen mit ähnlichen Eigenschaften wären der Fächer (Fan) oder die Strips.
