NVIDIA NV15 - GeForce 2 GTS - Die Technik

Per-Pixel Shading

Die Performance des neuen NVIDIA GeForce2 GTS ist beeindruckend. Primär wird diese hohe Leistung durch die optimierten Render-Pipelines und den höheren Chiptakt ermöglicht. Das GTS im Namen steht für Giga-Texel-Shader. Damit meint NVIDIA den NSR (NVIDIA-Shading-Rasterizer) der es ermöglicht pro Renderpipeline 7 Pixeloperationen (wie z.B. Fog, Lightning, Bump-Mapping) in einem Taktdurchgang pro Pixel durchzuführen. Der Chip verfügt über 4 Renderpipes und kann damit pro Takt 4 Pixel (8 Texel) verarbeiten. Diese Rechenleistung nutzt NVIDIA um eine neue Render-Technologie einzuführen: Per-Pixel Lightning und Shading.

Die Architektur des GeForce2 - Vier Pipes die 2 Pixel pro Takt verarbeiten können

NVIDIA Shading Rasterizer(NSR) - 7 Operationen pro Pipe und Takt

Im groben ausgedrückt bedeutet dies das nun einzelne Pixel auf einer Textur ohne grossen Aufwand geändert werden können. So lassen sich z.B. Risse in einer Wand darstellen ohne das man dafür das 3D Modell oder die Textur ändern müsste. Weitere Möglichkeiten sind korrekte Tag/Nacht Wechsel inkl. Beleuchtungseffekten. Um zu erkennen was daran neu ist muss man allerdings einen Blick auf die Technologien werfen die Entwickler heutzutage benutzen.

An erster Stelle stehen dort Lightmaps. Diese stellen vorberechnete Farb- und Helligkeitsverteilungen auf einer Textur dar. Der Entwickler entwirft also die Geometrie der Szene, belegt die Dreiecke mit Texturen und setzt Lichtquellen. Im Beispiel von Q3A geschieht dies in einem speziellen Editor. Hat man die Szene dann soweit fertig, wird diese "compiliert". Der Lichteinfall aus den Lichtquellen wird berechnet und die Texturen werden im Spiel dann durch die entstandenen Lightmaps eingefärbt. Das Resultat ist im Bild unten zu sehen.

Q3A: Der Editor. Hier erstellt der Entwickler die Geometrie und legt die Lichtquellen fest. Am Ende wird die Map dann compiliert.	Die Szene im Spiel. Deutlich zu sehen wie sich die Lightmaps auf die Texturen auswirken.

Für statische Szenen funktioniert dies recht gut. Möchte man aber nun im Spiel die Farben der Lampen und Lichter verändern, so ist das nicht ohne weiteres in Echtzeit möglich, da ja die Farben und die Lichtstärke in der Lightmap festgelegt sind. Der Vorteil ist das die Beleuchtung für jedes Pixel genau festgelegt ist.

Copyright: 26.04.200 -   RIVA Station 2000 - Lars Weinand
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