DirectX N-Patches /
ATI TruForm™ Technologie (1/7)
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RADEON II naht

ATI setzt an, um die Technik-Krone von NVIDIA zurückzuerobern. Der RADEON II ist im Anmarsch und wirft seine Feature-Wellen voraus.

Wie bei NVIDIA steht auch bei ATI alles im Zeichen von DirectX 8. Der RADEON II wird ein komplett auf DirectX 8 ausgerichteter 3D-Beschleuniger, der neben den obligaten Pixel- und Vertex Shader auch weitere Fähigkeiten abdecken wird. In der langen DirectX8-Feature-Liste fand ATI noch einige Technik-Lücken, die NVIDIA im GeForce3 nicht abgedeckt hat. Eine davon wären N-Patches, eine spezielle Form von gekrümmten Flächen (Curved Surfaces).

Motivation 

Heutige 3D-Spiele bestehen fast ausnahmslos aus Polygonen, d.h. Dreiecken. Der Polygongrad in Spielen ist in den vergangenen Jahren kontinuierlich gestiegen. Während die Charaktere mangels Rechnerleistung noch vor kurzer Zeit mit einem Polygonbudget von gerade mal 100 Dreiecken erstellt werden mussten und entsprechend klobig ausschauten, sind heute Spielerfiguren mit mehreren 1'000 Dreiecken möglich. Dennoch sind der Polygonschlacht Grenzen gesetzt. Bei Spielen mit vielen Spielfiguren (Shootern, etc.) geht es nicht an, dass pro Spielfigur 10'000 Dreiecke oder mehr genutzt werden, spätestens bei 5 Gegnern würde jeder PC mit jeder Grafikkarte die Dreiecksschwemme nicht mehr verarbeiten können. AGP-Bus und Speicherinterface von CPU und Grafikkarte sind am Anschlag. Auch komplizierte Level of Detail-Systeme helfen dabei nur bedingt und sind kompliziert in der Entwicklung. Lösungen zur Umschiffung bestehender Flaschenhälse sind gefragt.

"Bisher wurde der Dreiecksdurchsatz durch AGP- und Speicherbandbreite begrenzt. Mit dem Erscheinen von High Order Surfaces werden diese Flaschenhälse eliminiert und die 3D - Karten können ihre Flieskomma-Engines voll ausnutzen." Tim Sweeney, EPIC Megagames April 2000.

Idealerweise werden Dreiecke, die bei Spielfiguren oft zur feinen Darstellung von Rundungen (Kopf, Arme, Körperrumpf) anfallen, erst innerhalb des Chips erzeugt und nur in einer Grobrepräsentation an den Grafikchip geschickt. Genau diese Art der Charakterdarstellung sollte mit Curved Surfaces, d.h. gekrümmten Oberflächen gelingen, indem sich Rundungen mit viel weniger Daten als normalerweise üblich beschreiben lassen. Bereits gibt es Spiele, welche für die Darstellung gewisser Objekte gekrümmte Oberflächen nutzen, doch werden diese vor der weiteren Hardware-Verarbeitung in Software in Polygone zerlegt, womit gegenüber der normalen Darstellung mit Dreiecken keine Bandbreiteneinsparungen erzielt werden können, sondern nur die Vorteile der freieren Gestaltung und der einfachen Level-of-Detail Generierung genutzt werden. Nun kommen die ersten Grafikchips auf den Markt, welche direkt in der Hardware gekrümmte Oberflächen verarbeiten können. ATIs RADEON II gehört dazu.

Serious Sam kann Curved Surfaces (Bögen) verarbeiten - zerlegt diese allerdings noch per Software in Dreiecke

Auch die Hollywood-Industrie setzt auf Curved Surfaces bei der Modellierung ihrer Modelle. Der mit einem Oscar gekrönte Kurzfilm "Geri's Game" setzt dieses Feature für die Darstellung des Hauptdarstellers ein, der gegen sich selbst Schach spielt.

Pixar nutzt Freiformflächen zur realistischen Modellierung der Charaktere 
(Bild: Pixar)

Der Kurzfilm wird jedoch in stundenlanger Rendering-Arbeit vorberechnet, auf Echzeit-Darstellung derartiger Grafikqualität müssen wir uns noch einige Jährchen gedulden.

Weitere Details zur allgemeinen Technik der Freiformflächen erfahren Sie in unserem Curved Surfaces-Artikel, wir beschränken uns hier auf die spezifischen TruForm-Details.