Wie stark komprimiert 3Dc?

15. Juni 2005 / von aths / Seite 4 von 7

   Wie sieht Bumpmapping aus?

So schön der Effekt auch ist: Bei flacher Draufsicht fällt bei einem reinen "Licht-Bumpmapping" so gut wie immer auf, dass das Polygon nach wie vor flach ist. Dies möchten wir mit einer Bildreihe zeigen:

Ein Bild-Ausschnitt eines Doom-3-Screenshots mit reinem Diffuse Lighting, ohne Bumpmapping.

Für Glanzeffekte kommt Specular Lighting dazu: Dieses Verfahren reflektiert Licht nur in einem engen Winkel, dann jedoch sehr stark. Auch der Glanzeffekt auf dem Torus weiter vorne wurde mit Specular Lighting erzeugt.

Der Ausschnitt nun mit Bumpmapping: Das Bumpmapping muss hier den Einfluss von beiden Lichtanteilen (diffus und spekular) errechnen. Die beiden Ergebnisse werden dann addiert.

Bei seitlicher Betrachtung hilft das Bumpmapping nichts: Das Polygon wirkt trotzdem flach.

   Wozu nun 3Dc?

Mit "3Dc" hat ATI 2004 eine Komprimierung für Normalmaps entwickelt. Dies ist ausgesprochen positiv zu bewerten, denn Texturkomprimierung per se ist ein Segen: Man spart einerseits Grafik-Speicherplatz, so bleibt mehr übrig für höher aufgelöste Texturen und/oder für eine größere Vielfalt an Texturen.

Andererseits wird Speicherbandbreite gespart. Dies wird immer wichtiger, je mehr Texturschichten pro Pixel verrechnet werden. Denn hierbei geht der Anteil an Z- und Color-Bandbreite, gemessen zur insgesamt benötigten Datenmenge, zurück. Die Texturbandbreite rückt also in den Vordergrund. Die inzwischen hoch optimierte Z- und Color-Compression kann da noch so gut arbeiten – für "vernünftige" Grafik benötigt man viele (und hochwertig gefilterte) Texturen und einfach deshalb mehr Texturbandbreite.

Ein Beispiel: Bei trilinearem Singletexturing braucht man für ein gerendertes Pixel etwa 160 Bit "roh". Davon entfallen ungefähr 64 Bit auf die Texturbandbreite, das entspricht 40 Prozent. Mit Z- und gegebenenfalls Color-Compression kann man demnach das meiste tun, da hierauf die restlichen 60 Prozent der Rohbandbreite anfallen. Bei vier Texturen, die trilinear und zweifach anisotrop gefiltert werden, benötigt man insgesamt etwa 608 Bit "roh", wobei 512 Bit rein für Texturen gerechnet sind - das sind über 84 Prozent. Da ist klar, dass die Z- und Color-Compression noch so gut sein kann, ohne Texturkomprimierung lässt sich die Bandbreitenanforderung nur wenig senken.

Bisher hielten sich die Grafikchip-Entwickler vornehm zurück, hier Neuigkeiten zu entwickeln. S3 trumpfte 1998 mit S3TC auf (das Verfahren wird in DirectX DXTC genannt). 3dfx entwickelte für den VSA-100 außerdem FXT1, allerdings hat sich dieses Format nicht durchgesetzt. Für Speziallösungen, also Grafikbausteine, die nicht als in Standard-PC-Komponente gedacht sind, gibt es eine Reihe weiterer Verfahren.

ATI setzt ihr 3Dc-Verfahren in einen größeren Kontext und vergleicht es mit S3TC. Für das "Hauptverfahren" namens DXT1 wird eine Komprimierungsrate von 4:1 angegeben. Das wollen wir nachprüfen. Danach betrachten wir, wie stark 3Dc komprimiert. Auch dort müssen wir uns etwas mit S3TC beschäftigen, weil es Ähnlichkeiten zu 3Dc gibt.