29.05.2001

29-05-2001 ATI: TRUFORM machts rund

Der Grafikchip- und Grafikkartenhersteller aus Toronto stellte nun TRUFORM vor, eine Technologie die bei der kommenden Radeon 2 zum Einsatz kommen wird.

Diese Technologie welche von ATI entwickelt wurde, ermöglicht durch Nutzung von "Higher Order Sufaces", welche auch von DirectX 8 unterstützt werden, schönere und rundere Objekte zu erstellen ohne dabei exorbitante Polygonzahlen zu verwenden. Objekte werden zunächst als Drahtgittermodell definiert und dann mit Texturen überzogen. Während man bei herkömmlicher 3D-Grafik Transform & Lightning verwendet, wobei die Kanten beleuchtet werden um so einen plastischeren Eindruck zu erzeugen, muss man, um schöne runde Objekte zu erhalten, die Polygonzahl dramatisch erhöhen.
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TRUFORM ermöglicht dies jedoch nun mit weitaus weniger Rechenaufwand. Die Technologie basiert auf N-Patches (auch unter dem Namen 'PN Triangles' bekannt). Dabei werden die Flächen der Dreiecke gekrümmt. Bei normalen Polygonen sind diese gerade, also erster Ordnung. Mittels Kurvenfunktion werden diese nun einfach verbogen. TRUFORM verwendet Bezierkurven um gekrümmte Oberflächen zu erzeugen. Eine Bezier Kurve hat vier Kontrollpunkte, einen an jedem Ende und zwei innerhalb der Kurve, welche die Krümmung bestimmen. Das großartige daran ist nun, dass man wesentlich weniger berechnen muss.
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Auch die Menge der über den AGP-Bus zu übertragenden Daten wird gleichzeitig geringer, so dass weniger Grafikspeicher verwendet wird. Zudem überwindet TRUFORM die erhöhten Anforderungen an Speicher und Bandbreite, die mit dem Übertragen und Speichern von hohen Polygon- oder Dreieckszahlen verbunden sind. Mit der Entwicklung immer detaillierterer und realistischerer 3D-Objekte nimmt die Anzahl von Polygonen, die für die Darstellung der einzelnen Szenen erforderlich ist, wie erwähnt ja beträchtlich zu. Durch Konvertierung aus wenigen Polygonen bestehender 3D-Modelle in glatte, abgerundete Versionen aus vielen Polygonen im Grafikchip (ein Vorgang, der 'Tessellation' genannt wird), erhöht TRUFORM die für die GPU verfügbare Speicherbandbreite beträchtlich.

DirectX 8 unterstützt auch noch eine zweite Variante, welche von NVIDIAs GeForce 3 verwendet wird. Diese trägt die Bezeichnung Polynominal Surfaces und hat im Gegensatz zu N-Patches einen wesentlichen Nachteil. Bei TRUEFORM ist man auch abwärtskompatibel. Dies bedeutet, dass Spiele die TRUFORM unterstützen auch noch mit älteren Grafikkarten laufen, wobei man einfach nicht in den Genuss der runderen Formen kommt. Bei Polynomial Surfaces müsste man zwei Modellsätze anlegen um das Spiel auch mit älteren Grafikkarten laufen zu lassen. Spiele-Programmierer wären damit somit wesentlich besser beraten. Laut ATI zeigen sich diese schon sehr interessiert.
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Somit könnte man mit Bump-Mapping täuschend echte Objekte erstellen. Ebenfalls nett ist, dass TRUFORM neben DirectX 8 auch OpenGL unterstützt. Ältere Spiele könnten auch per Patch einen neuen Frühling erleben. Dies liegt aber logischerweise in den Händen der Spieleprogrammierer. Um Rechenzeit zu sparen kann man die N-Patches für weiter entfernte Objekte auch wieder leicht ausschalten. Die Kollisionsabfrage dürfte wohl auch nebensächlich sein, da die Rundungen ohnehin nur minimal sind und derzeitige Kollisionsabfragen auch nicht auf das Pixel genau sind. Laut ATI muss man sich auch keine Gedanken über Geschwindigkeitseinbrüche machen, da das derzeitige Problem ohnehin die Speicherbandbreite ist und nicht die Rechenleistung der Grafikchips.
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TRUFORM verwendet darüber hinaus fortschrittliche N-Patch Lighting-Techniken für die Darstellung von 3D-Modellen mit hochdetaillierten Lichteffekten. Dadurch soll die visuelle Qualität der Szenen stark verbessert werden und auf den Oberflächen gekrümmter Objekte realistische Lichteffekte entstehen. Die N-Patch Lighting-Technik nutzt zwei unterschiedliche Algorithmen um Licht-Vektoren zu erzeugen. Wenn die Kurve eines Patch recht einfach ist, kann die Normale linear interpoliert werden, ein Beispiel wären hierfür Blendeffekte. Bei komplexeren Kurven wie einer quadratischen Bezier, wird auch der Algorithmus wesentlich komplexer, wodurch dann Licht-Effekte innerhalb eines Dreiecks variiert werden können. Dies soll sogar die Qualität von Phong-Lighting erreichen, wobei hier für jedes Pixel eine Normale verwendet wird. Dies ist jedoch ein grausam enormer Rechenaufwand.

Summa summarum eine sehr gute Technologie um 3D-Objekte schön rund darstellen zu können und durch die Beleuchtung täuschend echt und lebendig wirken zu lassen. Doch wie bei allen Technologien müssen auch die Programmierer davon Gebrauch machen. Man muss sich nur Transform & Lightning als Beispiel hernehmen, wofür die Spieleanzahl jetzt erst richtig zu steigen beginnt. Auch Bump-Mapping, wobei man Texturen mit Tiefeninformationen versehen kann, werden noch immer nicht wirklich standardmäßig verwendet. Gut, bei allen Spielen wäre dies auch nicht wirklich nötig oder gar sinnvoll, trotzdem hinken natürlicherweise Programmierer und somit auch die Spiele der aktuellen Technik weit hinterher. Doch bis zum erschienen der Radeon 2 Ende dieses Sommers könnten schon ein paar angepasste Spiele erscheinen.

wan


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