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Computergrafik

Inhaltsverzeichnis

  1. Geschichte
  2. Definition
  3. Wichtige Komponenten und ihre Aufgaben
  4. Schnittstellen + Grafikauflösungen
  5. Computergrafik
  6. Grafikkartenkühlung
  7. AMD- & Nvidia-Grafikkartenrangliste
  8. Grafikkartenklassen
3D GTA IV

Sektor 2D:

 2D bedeutet "zweidimensional" und ist meistens eine Fläche.
 Ein zweidimensionaler Punkt hat immer nur 2 Werte um die Koordinaten des Punktes zu bestimmen.
 Es gibt einen Y-Wert und einen X-Wert,dies kann man sich wie ein Koordinatensystem vorstellen, um die Position des Punktes herauszufinden.

Farbe & Helligkeit


 "Der Farbwert jedes Pixels einer Rastergrafik wird üblicherweise mittels Rot-, Grün- und Blau- (RGB-)Werten angegeben.
 Die Anzahl der Werte, die jeder dieser drei Farbkanäle annehmen kann, wird durch die Farbtiefe angegeben;
 viele Bildschirme erlauben 256 Werte pro Farbkanal (True Color).
 Zur Auswahl von Farben durch den Anwender ist der RGB-Farbraum jedoch nicht der benutzerfreundlichste.
 In Zeichenprogrammen sind andere Farbräume wie der HSV-Farbraum gebräuchlich, bei dem eine Farbe durch Farbton,
 Sättigung und Helligkeit definiert wird.
 Beim Vierfarbendruck wird mit dem CMYK-Farbmodell gearbeitet.
 Die Helligkeit der Bildschirmpixel ist nicht proportional zu den im Framebuffer angegebenen Farbwerten.
 Ein Graustufenwert von 50 % wird auf dem Bildschirm nicht als Grau mit 50 % Helligkeit dargestellt, sondern dunkler.
 Um korrekte Helligkeiten auszugeben, müssen daher computergenerierte Bilder stets eine Gammakorrektur oder
 [..]je nach Bildschirmtyp [..] andere Helligkeitsanpassungen durchlaufen.
 Damit eine möglichst konsistente Farbdarstellung auf verschiedenen Geräten gewährleistet ist,
 können zusätzlich Farbmanagement-Techniken angewandt werden.
 Manchmal ist es nötig, die Anzahl der Farben einer Rastergrafik zu verringern.
 Dies geschieht mittels Farbreduktion, bei der die für die Grafik repräsentativsten Farben ausgewählt werden müssen.
 Zusätzlich kann Dithering angewandt werden, um den bei der Farbreduktion entstandenen Fehler zu streuen.
 Für die Ausgabe auf Druckern gibt es spezielle Methoden, um Druckraster zu erzeugen.
 Einige Grafikformate erlauben es, die Farbwerte eines Bildes mit einem sehr hohen Helligkeitsumfang anzugeben.
 Derartige High Dynamic Range Images (HDRIs) speichern einen wesentlich naturgetreueren Bildeindruck als herkömmliche
 Formate und ermöglichen nachträgliche Helligkeitsänderungen ohne Qualitätsverlust.
 Allerdings sind aktuell (im Jahr 2010) nur wenige Bildschirme zur annähernden Wiedergabe von HDRIs in der Lage." (Zitat aus Wikipedia)

Sektor 3D:

 "3D[..]ist eine [..] Abkürzung für dreidimensional und ein Synonym für räumliche Körper. " (Zitat aus Wikipedia)

Antialiasing


 Antialiasing auch Kantenglättung genannt und in der Fachsprache bekannt als Multisampling(MSAA),
 wird in 2D Grafiken sowie in 3D Grafiken verwendet um unerwünschte Darstellungen bzw. Effekte um z.B.
  1. den Treppeneffeckt zu mindern
  2. und dadurch Kanten weicher darzustellen
 , die durch Sampling entstehen.(Das aneinander Reihen von Pixeln)
 Dies kostet jedoch einiges an Rechenaufwand und bringt auch noch heute einige moderne Grafikkarten zum Schwitzen.
 Es gibt verschiedene Modi für den AA. Von 2x bis ins 16x sogar 32x wird unterstützt.
 Dies beeinflusst die Stärke der Glättung.
 Es gibt auch noch Abkürzungen wie z.B. CSAA, SSAA(Supersampling AA), 2x-32x QxAA und noch einiges mehr.
 Dies sind einfach qualitativ erweiterte Modi die eine bessere Glättung besitzen aber noch mehr Rechenaufwand benötigen.
 Zwischen 16x und 16x QxAA (Q steht für qualitativ) kann man mit dem bloßen Auge keine Unterschiede erkennen.
 Das Bild darunter stellt sehr gut dar, wie die Grafik ohne Kantenglättung(links) aussieht und wie sie mit Kantenglättung(rechts) aussieht.
 Diese Kanten wurden hier nicht mit der standartlichen AA-Funktion geglättet, sondern durch Downsampling.
 Downsampling funktioniert im Prinzip so, der Monitor wird durch diesen Trick gezwungen die Auflösung zu erhöhen, und berechnet diese,
 dann wieder auf die native Auflösung herunter. Das Ergebnis ist dadurch ein schärferes Bild mit geglätteten Kanten.
 Dieser Trick benötigt einiges mehr an Rechenleistung, weshalb man hier eine wirklich starke Grafikkarte benötigt.

GTA IV AA

Echtzeitrendering


Hier werden Zeichnungen die ausgegeben werden sollen,
durch sehr schnelle Wiederholungen dargestellt.
So entsteht auch die Frame per Second(Bild pro Sekunde).
Menschen nehmen zwischen 1 - 25 FPS ein Ruckeln wahr,
weil wir einfach nicht genügen Bilder zu flüssigen
Darstellung der Zeichnung am Monitor haben.
Zwischen 25 und 30 ist es je nach Menschen unterschiedlich,
manche empfinden es schon in diesem Bereich als flüssig und
bei anderen ist es immer noch eine Ruckelparty.
Ab 30 und größer wird die Zeichnung flüssig dargestellt!


Shading


Berechnet an Hand der Lichtverhältnisse und der Materialeigenschaft,
die neue Farbe der Texturen und Polygone.
Hier kommt auch das Realistic Rendering ins Spiel.
Er berechnet realistisch die Verteilung der Schatten durch die Lichtverhältnisse.
Aber nicht nur das, es steuert auch
die Reflexion der Objekte und spiegelt dies korrekt.
Im Bild untendrunter erkennt man wie der Schatten realistisch verteilt
und auf den jeweiligen Texturen und Polygone berechnet werden.


3D Splinter Cell

Volumengrafik

Die gerenderten Objekte(meist mit Polygonen) sind nicht auf einer
Oberfläche von einer Textur sondern werden in einem sogenannten Voxelgitter gespeichert.
Diese Voxelgitter haben viele verschiedene Datenpunkte(Voxeldaten),
die in einem dreidimensionalen Raum gespeichert werden.



Artefakte

Artefakte sind nicht gewollte aber sichtbare fehlerhafte Anzeigen
in einem Bild was am Monitor ausgegeben wird.
Es gibt viele Gründe weswegen solche Artefakte auftauchen.

  • Irgend ein Komponent schein defekt zu sein(Graka, Monitor)
  • Die Grafikkarte wurde eventuell nicht richtig verbunden, bzw es gibt ein Problem mit den Verbindungskabeln.
  • Man versuchte die Grafikkarte zu übertakten und hat dabei vergessen auch die Spannung zu erhöhen.