Trilinear ist State of the Art
PCGH Retro anno 2000: Die Schlagworte kennen Sie. S3TC, trilineares Filtering und Cube-Environment-Mapping sind Begriffe, die bestimmt auch auf dem Datenblatt Ihres Beschleuniger-Boards um die Wette strahlen. Den Technik-Background dazu liefert nun PC Games Hardware.
Trilinear ist "State of the Art"
Speziell Wand- und Bodentexturen erstrecken sich oft auf ein weites Sichtfeld. Mit zunehmender Tiefe wechselt der Grafikchip auf die jeweils nächst kleinere Texturversion, um das beschriebene Problem des Pixelbreis zu umgehen. Allerdings führt dieses Vorgehen beim Wechsel auf die kleinere Textur einen sichtbaren Übergang ein, sofern nur bilinear gefiltert wird. Der Übergang wandert immer im selben Abstand vor dem Spieler her, ähnlich einer Bugwelle. Abhilfe schafft trilineares Filtering, welches im Grenzbereich auch zwischen den beiden nächst liegenden Texturversionen interpoliert. Als Basis dazu dienen die bilinear gefilterten Werte der beiden zwei Texturgrößen. Diese bereits aus je vier Texturwerten entstandenen Mischwerte werden auf ein Neues miteinander linear vermischt. Je weiter weg sich das aktuell zu berechnende Pixel vom Betrachter befindet, umso mehr Anteile der kleineren Textur fließen in die Vermischung mit ein. Das endgültige Pixel besteht schlussendlich aus acht einzeln miteinander vermischten Texturwerten.
Texturen werden dreidimensional
Obwohl sich mit gewöhnlichen und überlagerten Texturen nette Effekte erzeugen lassen, die Möglichkeiten bleiben beschränkt. Die nächste Entwicklungsstufe hat bereits Atis Radeon eingeläutet, indem der Chip Dreiecke auch mit dreidimensionalen Texturen bekleben kann. 3D-Texturen stellen mehrere übereinander gelagerte 2D-Bilder dar. Statt für jeden Eckpunkt des Dreiecks die Position innerhalb eines 2D-Bildes zu wählen, gibt der Programmierer eine räumliche Position innerhalb des Texturwürfels vor. Während die Nutzung dieser Technologie in Spielen vorerst noch ausbleibt, stellt professionelle Visualisierungssoftware für medizinische Untersuchungen bereits heute die Rohdaten aus Röntgenuntersuchungen mit 3D-Texturen dar. Mit Team Fortress 2 ist auch bereits ein erstes Spiel in der Pipeline, welches 3D-Texturen für die Visualisierung von volumetrischen Feuereffekten nutzen könnte. Generell scheint das mögliche Anwendungsgebiet von 3D-Texturen in neuen Beleuchtungseffekten zu liegen, wie auch bekannte 3D-Engine-Künstler bestätigen. Speziell in engen und verwinkelten Gewölbekellern würden sich die heute mit Lightmaps durchgeführten Spezialeffekte einfacher realisieren lassen.
Quelle: PC Games Hardware
Team Fortress 2
Schattenseiten
Wie jede neue Technologie haben auch 3D-Texturen ihre Schattenseiten. Der Speicher- und Bandbreitenanspruch vervielfacht sich und stellt bisher ungeahnte Anforderungen. Eine einzelne 3D Textur mit einer Ausdehnung von nur 128x128x32 Pixel belegt bereits 2 MB Speicherplatz, sofern 32-bittige Texturwerte genutzt werden. Zwar funktioniert die leicht angepasste S3-Texturkompressionsversion für 2D-Texturen auch beim dreidimensionalen Modell, doch bleiben die Anforderungen hoch. Ein Würfel mit 128 Pixel Seitenlänge beansprucht selbst mit Kompression noch immer 6-8 MB Speicherplatz. Vorläufig dürfte der spielerische Nutzwert dieser Volumentexturen noch eingeschränkt bleiben.
Basisgerüst
Besonders interessant wird "Texturing" im Zusammenhang mit Spezialtricks wie Bump Mapping, Environmental Mapping und anderen "Mapping"-Verfahren. Durch Vermischung verschiedener Effekt-Texturen und unter Berücksichtigung realer Lichteinflüsse entstehen die prägnanten Licht- und Struktureffekte moderner Action-Spiele. In Aussicht stehen bereits 3D-Engines, die bis zu acht Texturen zur Berechnung eines Pixels einspannen. Entsprechend wichtiger werden Kompressionstechnologien wie das vorgestellte S3TC.
