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Vertex
Shader(1/10)
" p r o g r a m m i e r
b a r e G e o m e t r i e e i n h e i t e
n i m A n m a r s c h "
Verwelkt
noch vor der Blüte?
[Von Raphael Auf der Maur, Januar 2000]
DirectX7 brachte der
Spielewelt Hardwareunterstützung für Transformationen und
Eckpunktbeleuchtung ("T&L") und ebnete damit den Weg
zu polygonreichen und damit realeren Welten. Doch noch bevor die Spiele
dieses Feature auch nur ansatzweise richtig ausreizen, läuten
Microsoft und NVidia bereits die nächste Entwicklungsstufe ein. "Vertex
Shader" heißt das Zauberwort, welches als Zugpferd für
künftige Hardwaregenerationen auf NV20- und "Sidewinder"-Basis
herhalten soll und nicht zuletzt als eines der Kernfeatures von
Microsofts X-Box-Konsole gilt.
Noch unerreicht:
Grafikqualität von vorgerenderten Sequenzen (Quelle: 3DPipeline
Corp.)
Motivation
So hochgelobt
festverdrahtetes T&L auch ist, bis auf die geringere CPU-Last
ist momentan kaum ein Vorteil ersichtlich. Optisch hat sich kaum
ein Spiel durch den Einsatz von T&L verbessert, vor allem weil
die Polygonzahlen mit Rücksicht auf ältere Grafikkartenhardware
und langsame Speicherinterfaces immer noch relativ tief gehalten
wird und entsprechend ausgefeilte Lighting-Mechanismen fehlten. Bei der
Entwicklung von neuen Spielen bringt Hardware T&L zweifellos Vorteile,
da man sich die Entwicklungsarbeit von Transformations-, Clipping-
und Beleuchtungsroutinen sparen kann. Doch verliert man
gleichzeitig mit der Nutzung der DirectX7-Routinen an Flexibilität. Während die
Entwickler mit "Software
T&L" noch das ein oder andere Gimmick einbauen konnten,
haben sie nun keinen Zugriff mehr auf die Geometriedaten, sobald
diese in die Transformationsebene gelangen. Die von der Hardware
angebotenen Zusatzfunktionen sind sehr eingeschränkt und - falls
vorhanden - herstellerspezifisch auf OpenGL-Extensions
beschränkt. Die DirectX-Beleuchtungsmuster
stammen aus der alten OpenGL-Welt und sind daher wenig für den
Einsatz in Spielen geeignet, da zu wenig für
"unrealistische", aber dafür ansprechende
Spezialeffekte ausgelegt. Der Vertex Shader soll Abhilfe
schaffen, indem der Spieleentwickler nach seinem Gusto auf die
Abläufe in der T&L-Pipeline Einfluss nehmen kann. Auch
Dynamikeffekte wie Keyframe Interpolation sind in der
Geometrieebene anzuordnen, der "Vertex Shader" schließt
diese Effekte im Normalfall mit ein.
Ausschnitt aus Blizz Disc Arena
Fein detaillierte Hände können mit
Vertex Shadern realistisch animiert werden
An dieser Stelle sei
ebenso festgehalten, dass es sich beim "Vertex Shader",
d.h. bei programmierbaren T&L-Einheiten, um ein komplett neues
Feature handelt, welches in dieser Form nicht nur im
Consumer-Markt, sondern in der ganzen 3D-Branche Premiere feiert.
"Spiele-Karten" übertreffen mit dem Erreichen der
DirectX 8-Funktionalität endgültig die Fähigkeiten von
Profi-Beschleuniger, die bisher mit Volumentexturen, Accumulation
Buffers und manchen T&L-Features noch etwas mehr Spezialfähigkeiten
bieten konnten. Doch gerade wegen dieser Novität
ist das Feature entsprechend mager dokumentiert, da man im
Gegensatz zu allen bisherigen Hardwarefeatures nicht auf solide
und umfassende OpenGL-Dokumentationen zurückgreifen kann.
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