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DirectX - Glossar
In diesem Glossar finden Sie spezielle Bezeichnungen und Namen, die im Zusammenhang mit der DirectX-Programmierung und in unserer DirectX-API verwendet werden, und einer gesonderten Erklärung bedürfen.
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Unser Glossar ist noch nicht vollständig, es wird jedoch laufend aktualisiert, und sollten Sie Begriffe entdecken, die hier in unserem Glossar noch nicht erfasst sind, dann würden wir uns freuen, wenn Sie uns dies mitteilen. Alle Begriffe die nicht älter als 1 Monat sind, sind in rot gekennzeichnet.
Anregungen oder Verbesserungsvorschläge bitte an Alexander Csadek.

M   [ Top ] 
  Mesh
engl. für Drahtgittermodell, siehe Wireframe.
  MIP-Mapping
MIP steht für "multum in parvo" (viele unter gleichen) und meint das Speichern einer Textur in verschiedenen Größenabstufungen. So werden Objekten je nach ihrer Entfernung zum Betrachterstandpunkt, dem sog. Level of Detail (LOD), unterschiedlich große Texturen zugewiesen. Damit kann nicht nur Texturspeicher gespart, sondern auch die Qualität der Texturen gesteigert werden.
So können für nahe Objekte hochaufgelöste Bitmaps benutzt werden, und kleinere für entfernte Objekte. Beim trilinearen MIP-Mapping wird zunächst innerhalb der nächstgrößeren und der nächstkleineren Textur jeweils bilinear gefiltert und schließlich zwischen diesen beiden Texeln noch einmal gemittelt und so weichere Übergänge berechnet. Auf diese Weise lassen sich Klötzcheneffekte im Nahbereich und Aliasing bei entfernten Objekten sehr wirkungsvoll unterdrücken.
Beim MIP-Mapping werden im lokalen Speicher kleinere Versionen der benutzten Texturen abgelegt, um später perspektivische Effekte schneller realisieren zu können.
  Motion-Blur
Dieser Kameraeffekt wird in vielen Spielen mit Direct3D oder OpenGL  eingesetzt, um den Eindruck von hohen Geschwindigkeiten zu verstärken. So können sich schnell bewegende Objekte unscharf erscheinen und Schlieren im Bild hinterlassen, wie z. B. ein vorbeifahrender Rennwagen (Bewegungsunschärfe).
 
Kamera bewegt sich nicht    Kamera wird nachgeführt
Es werden die Bewegungen mehrerer Frames zusammengefasst und interpoliert, um dadurch einen verschwommenen Eindruck zu erzeugen. Dadurch sieht der Betrachter nicht eine Bewegung pro Bild, sondern mehrere gleichzeitig. Dabei kann entweder das vordergründige Objekt der Szene scharf und der Hintergrund unscharf, oder aber Hintergrundschärfe und vordergründige Unschärfe verwendet werden, um dies zu erreichen - im Prinzip wie bei Filmen.

N   [ Top ] 
  Nebel
siehe Fog

O   [ Top ] 
  Offscreen Surface
Ein Offscreen Surface ist für den Anwender nicht sichtbar. Oft wird diese Surface auch als Back Buffer bezeichnet. In diesem Bereich des Videospeichers wird jeweils das nächste Bild zusammengestellt und gezeichnet. Ist dies dann vollständig, wird es auf die Primary Surface kopiert bzw. ausgetauscht (flipping). Es können beliebig viele Offscreen Surfaces erstellt werden.
Um Videospeicher zu sparen und die Performance zu steigern, kann eine Offscreen Surface eine von der Primary Surface unabhängige Farbtiefe erhalten, aber sie kann nicht größer sein als diese. Sollte dies erforderlich sein, muss eine Wide Surface erstellt werden.
  Overlay-Planes
Zusätzliche Speicherbereiche auf der Grafikkarte, in denen oft benötigte Buttons, Fadenkreuze oder andere Grafikelemente abgelegt und verwaltet werden.
Moderne Grafikchips enthalten eigene Funktionseinheiten zur Verwaltung dieser Planes. Diese Elemente können entgegen dem - auch bei Low-Cost-Chips vorhandenen - Hardware-Cursor zur Darstellung des Mauszeigers auch die Größe des Desktops annehmen.
  Overlay-Surface
Eine Surface, die wie eine Folie auf die Primary Surface gelegt wird. Sie "liegt" also über allen anderen Surfaces. Wird das Overlay Surface wieder ausgeblendet, ist der Inhalt der Primary Surface wieder vollständig sichtbar.

P   [ Top ] 
  Page-Flipping
Mit Page-Flipping wird das Umschalten zwischen dem nicht sichtbaren Teil des Bildspeichers einer Grafikkarte (Back Buffer) und dem sichtbaren Teil (Front Buffer) bezeichnet.
   Pixel
Ist die Kurzform von 'picture element'. Ein Pixel ist ein einzelner Bildpunkt und somit das kleinste Element einer Bitmap-Grafik (im Gegensatz zur Vektor-Grafik). Die Lage eines Pixels wird durch die X- und Y-Koordinate bestimmt und das Aussehen durch einen entsprechenden Farbwert definiert.
  Primary Surface
Der Inhalt dieses Surfaces, auch Front Buffer genannt, ist genau das Bild, was im Moment auf dem Bildschirm angezeigt wird, und kann im Gegensatz zur Offscreen Surface nur einmal vorhanden sein. Eine Grafik kann nicht direkt auf die Primary Surface geblittet werden (das würde zum Flimmern führen und das ist natürlich nicht erwünscht), vielmehr wird dazu der Back Buffer bzw. Offscreen Surface benutzt.
  Polygon
Polygon bedeutet eigentlich Vieleck, ist jedoch Im 3D-Bereich in der Regel ein Dreieck. Alle Objekte einer 3D-Welt setzen sich aus Polygonen zusammen. Aus je mehr Polygonen ein Objekt besteht, desto realistischer wirkt es. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Grafikkarte viel mehr berechnen muss, und es kann dadurch zu Performance-Verlusten kommen, da die Anzahl der Bilder, die pro Sekunde dargestellt werden können (fps) sinkt.


R   [ Top ] 
  Raytracing
3-D-Rendering-Verfahren um photorealistisch wirkende Bilder aus 3D-Daten zu erzeugen, bei dem der Verlauf eine Lichtstrahls ausgehend von der Projektion in einem Raum berechnet wird.  (engl. Ray = Strahl, tracing = verfolgen). Mit Hilfe des Raytracings werden sehr realitätsnahe Resultate erzielt, da für jeden einzelnen Bildschirmpunkt ein Sehstrahl verfolgt wird. Trifft dieser auf ein transparentes Objekt, für das Lichtberechnung aktiviert ist, so wird er genau wie ein echter Lichtstrahl  gebeugt. Ist das Objekt zudem noch spiegelnd, so wird der Strahl geteilt.
Raytracing ermöglicht die Darstellung von Schatten, Filter-/Brechungseffekten und Spiegelungen. Die Stellen auf die der Strahl trifft, beeinflussen letztendlich die Färbung des Bildpunktes, der Ausgangspunkt für den Strahl war. Anhand der dabei auftretenden Abschwächungen, Reflexionen und Filterungen wird die endgültige Farbe eines Pixels berechnet. Das Raytracing hat allerdings auch seinen Preis, da vor allem bei Szenen mit spiegelnden Objekten die Berechnung sehr zeit- und rechenintensiv ist.
  Rendering/Rendern
Englische Bezeichnung für "Übersetzung" oder "Übertragung". Unter Rendern versteht man den für die Darstellung von 3D-Objekten, ganzer Szenen oder eines zweidimensionalen Pixelbildes in Echtzeit erforderlichen Rechenprozess. Auch können beliebige Lichtquellen positioniert sowie Farben bzw. Texturen und jede Menge Effekte zugeordnet werden.
Auch das aufwendige Zeichnen einzelner Bilder von 3D-Szenen, das meist mit Hilfe von Raytracing-Verfahren geschieht, wird ebenfalls als rendern bezeichnet. Da in diesem Falle die Forderung nach Echtzeit nicht besteht, darf das Rendern so viel Zeit in Anspruch nehmen, wie nötig ist, um qualitativ hochwertige Bilder zu erzeugen.

S   [ Top ] 
  Specular Lighting
Mit Specular Lighting werden auf glatten Oberflächen Reflexionen durch Glanzlichter dargestellt, und ist neben Ambient-Lighting (indirekte Beleuchtung) zur indirekten Beleuchtung im Dunkeln liegender Elemente und Diffuse Lighting (diffuse Beleuchtung) als Grundlage von Lichtreflexionen auf Oberflächen zwar die komplexeste der Beleuchtungsmethoden, aber auch diejenige, die der Realität am nächsten kommt.
Einen wesentlichen Beitrag zu realitätsnahen Darstellung dreidimensionaler Szenen leistet somit die richtige Berechnung von Beleuchtungseffekten aus der Anzahl vorgegebener Lichtquellen (in welchem Winkel, wie stark und in welcher Farbe ein Körper das Licht einer Lichtquelle reflektiert). Je nach Standort ändern sich die Glanzlichter auf dem reflektierenden Objekt. Mit Specular Lighting sieht man, woher die Lichtquelle kommt und wie sie auf das Objekt gerichtet ist.
In vielen Spielen wird die Beleuchtung aufgrund der Berechnungen meist aus einer Kombination von Diffuse- und Specular Lighting zusammengesetzt.
  Sprite
Ein Sprite ist ein Bitmap mit transparenten Hintergrund, das über den Bildschirm bewegt, skaliert, rotiert oder verzerrt werden kann. Zusätzlich kann das Bild auch ausgetauscht werden. Dies wird z.B. dazu genutzt, um eine Figur zu animieren.
  Surface
Eine Surface ist eine Oberflache auf der ein darzustellendes Bild gezeichnet werden kann, und ist ein reservierter, zusammenhängender Speicherbereich. Dieser kann im Videospeicher oder im Systemspeicher liegen, wobei allerdings der Systemspeicher wesentlich langsamer als der Videospeicher ist.
Es werden 5 Surface-Typen unterschieden. Am wichtigsten ist die Primary Surface, auf dem sich der jeweils aktuelle Bildschirminhalt befindet und die Offscreen Surface, auch BackBuffer genannt. Sie ist für den User unsichtbar. Auf dieser wird dann bereits das nächste Bild zusammengestellt und gezeichnet. Ist dies dann vollständig, wird es auf einen Schlag auf die primäre Surface kopiert (flipping). So wird sichergestellt, das der Anwender vom Aufbau des Bildes nichts mitbekommt und kein flackerndes Bild sieht. Diese Technik nennt sich "Double Buffer" und zeichnet sich vor allem durch einen schnellen und absolut flimmerfreien Bildaufbau aus.
Surfaces können auch miteinander verbunden werden. Zwei oder mehrere miteinander verbundene Surfaces, die abwechselnd auf den Bildschirm gezeichnet werden, bezeichnet man auch als "Seiten-Umschlage-Kette" (Flipping Chain).

T   [ Top ] 
  Tearing
Die meisten Monitore bauen ein Bild ca. 70 mal in der Sekunde neu auf (70 Hz), dies geschieht normalerweise von oben nach unten. Wird nun ein neues Bild auf den Bildschirm gezeichnet während der Monitor gerade noch das alte Bild aufbaut, kommt es öfter zu dem Phänomen, dass in der unteren Hälfte des Bildschirmes bereits das neue Bild gezeichnet wird, während in der oberen Hälfte noch das alte Bild zu sehen ist.
Durch ein Synchronisieren beim Bildwechsel beseitigt man diese letzten Störungen (Tearing), allerdings geht wegen der entstehenden Wartezeiten etwas Performance verloren. Daher verwenden einige Treiber drei Puffer in Rotation, einen zum Zeichnen, einen zum Darstellen, und einen für das Flipping.
  Texel
Die einzelnen Bildpunkte (Pixel) einer Textur nennt man Texel, und werden dazu verwendet, die Farbwerte der beim Rendern tatsächlich auf dem Bildschirm erscheinenden Pixel zu bestimmen, wenn die vorliegende Textur auf schräge oder verzerrte Objekte aufgebracht werden soll.
  Textur
In der Realität haben viele Objekte ein Oberflächenmuster. Texturen sind zweidimensionale Bilder bzw. Muster (Bitmaps) von Oberflächenmaterialien wie z.B. Stein oder Holz, die sich nahtlos aneinanderfügen lassen. Sie werden per Textur Mapping auf die Oberflächen von 3D Objekte projiziert, z.B. die Textur Haut auf das Objekt Körper.
Die primäre Aufgabe einer Textur ist jeweils ein einzelnes 3D-Objekt realistisch zu gestalten. Da sie zweidimensional sind verleihen sie somit einer Oberfläche auch keine dreidimensionalen Eigenschaften.
  Textur Mapping
Mit diesem Verfahren wird die Oberflache eines 3D-Objekts mit einer 2D-Grafik (Textur) inkl. einer perspektivischen Korrektur überzogen, so dass diese Flächen nahtlos bedeckt werden. Auch ein Video kann als Textur verwendet werden.
  Treppeneffekt
Der treppenstufenartige Effekt tritt bei der Bildschirm-Darstellung von Texten oder Bitmap-Grafiken auf der Basis einzelner Pixel entlang von Kurven. schrägen Linien, und Konturen auf, und auch mit dem englischen Jargonbegriff "Jaggies" bezeichnet. Diese Treppeneffekte können mittels Antialiasing durch Interpolation von Mischpixeln zwischen den Pixeln der Linie oder des Polygons und dem Hintergrund geglättet werden.

V   [ Top ] 
  Vertex
In der Geometrie ist ein Vertex eine Ecke eines Polygons, in der 3D-Programmierung ein Referenz- oder Scheitelpunkt in einem 3D-Raum, und enthält meist neben einer Positionsangabe in Form eines Vektors meist noch Angaben zur Farbe, Transparenz oder eine zweite Positionsangabe, z.B. Texturkoordinaten.
Der Vertex ist das Fundament für die polygonale Modellierung: Zwei Vertexe zusammen ergeben die Endpunkte einer Linie, drei Vertexe definieren ein Dreieck, usw. Die meisten Vertexe werden über die Primitiven interpoliert, so dass ein Übergang zwischen ihnen entsteht.

W   [ Top ] 
  Wireframe
Eine auch als Drahtgitter bezeichnete Darstellung, die alle Objekte auf ihre Kanten reduziert. Da nur Linien gezogen werden müssen, ist der Bildaufbau besonders schnell.

Z   [ Top ]
  Z-Buffer
Der Z-Buffer ist ein Speicher, der die Position eines Pixels auf der Z-Achse, also die räumliche Tiefe jedes Bildpunktes, speichert. Bei gleicher Bildschirmposition mehrerer Pixel wird aufgrund der Tiefeninformation entschieden, ob ein Bildpunkt hinter einem anderen verborgen ist und für den Betrachter sichtbar wäre, und deshalb zu zeichnen ist oder nicht.
Auf Hochleistungs-3D-Grafikkarten ist der Z-Buffer meist als separates EDO-DRAM ausgeführt (Local Buffer). Bei komplexen Objekten sollte der Grafikchip Z-Werte mit einer Genauigkeit von 24 oder 32 Bit verarbeiten um Darstellungsfehler bei feinen Details zu vermeiden.

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Letzte Aktualisierung: Sonntag, 22. Mai 2011