3D-Darstellungen machen Computergrafiken wirklichkeitsnah. Die Umsetzung erfordert eine hohe Rechenleistung oder spezielle Grafikkarten.

Eine 3D-Darstellung ist...

Computerspiele werden immer realistischer, insbesondere was die Grafik angeht und der 3D-Trend hat auch hier Einzug gehalten. 3D-Darstellungen lassen Figuren und Szenerien räumlich wirken, bieten einen perspektivischen Blick und zaubern Licht- und Schatteneffekte ins Spielgeschehen. Damit ein PC solche aufwändigen Grafiken umsetzen kann, ist eine hohe Rechenleistung erforderlich, die von einer speziellen 3D-Hochleistungsgrafikkarte und Softwarelösungen unterstützt werden muss.

Software-Unterstützung notwendig

Softwarebibliotheken wie Microsofts DirectX sind für die korrekte Darstellung unerlässlich. DirectX ist eine Sammlung von COM-basierten APIs (englische Abkürzung für "Application Programming Interface", bedeutet Programmierschnittstelle) für multimediaintensive Anwendungen wie Computerspiele. DirectX (mittlerweile in der Version 11, Stand 2009) kommt sowohl auf Windows-Rechnern als auch auf der Spielkonsole Xbox von Microsoft zum Einsatz.

Mit WebGL wird derzeit von der Khronos-Group zusammen mit Mozilla und Google sowie den Grafikkartenherstellern AMD und Nvidia soll ein Standard für hardwarebeschleunigte 3D-Grafik im Browser entwickelt.

Adobe hat bereits einen Flash-Player für 3D angekündigt und will Details Ende 2010 mitteilen. Darüber sollen künftig beispielsweise auch dreidimensionale Flash-Spiele und andere Anwendungen ermöglicht werden.

Grafik-Engines für die Programmierung von 3D-Grafiken

Für das Programmieren von (Computerspielen) mit 3D-Grafiken ist wiederum die sogenannte Grafik-Engine (engl. "Maschine") der entscheidende Faktor. Aufwendige Spiele wie Doom3, Jupiter EX, oder Half-Life 2 bringen jeweils eine eigene Grafik-Engine mit sich. Die Grafik-Engine lässt sich am einfachsten als eigenständiger Teilbereich des Spielprogramms beschreiben, die dem Programmierer eine große Auswahl an grafischen Funktionen und Effekten wie Oberflächentexturen, Licht und Schatten (Shading), Transparenz, Spiegelungen und einiges mehr zur Verfügung stellt.

Das Wiener Unternehmen Ambiera hat mit Copperlicht eine 3D-Engine für HTML5-Browser vorgestellt. Copperlicht ist komplett in Javascript programmiert und nutzt WebGL zur hardwarebeschleunigten Darstellung der 3D-Grafik. Copperlicht unterstützt zudem auch die Ausgabe von 3D-Applikationen über Flash.

Erforderliche Hochleistungs-Grafikkarten stellen extreme Systemanforderungen

Nur Grafikkarten, die gleichermaßen die volle Hardwareunterstützung für DirectX und entsprechende Grafik-Engines bieten, sind in der Lage, alle technisch realisierbaren 3D-Rendering-Funktionen in Echtzeit zu berechnen. Eine der leistungsstärksten und schnellsten Grafikkarten, die DirectX 11 unterstützt, ist die ATI Radeon HD 5970 mit zwei GPUs und und einer Datenverarbeitungsgeschwindigkeit von 2,4 Billionen Gleitkommaoperationen pro Sekunde (Terraflops) sowie einer maximalen Auflösung von 7.680×1.600 Pixeln (bei drei Monitoren).

Auch die Nvidia GeForce GTX 295 setzt mit zwei GPUs auf jeweils einer Platine und einer theoretischen Rechenleistung von rund 1,79 Billionen Gleitkommaoperationen pro Sekunde mühelos 3D-Grafiken um. Seit dem Modell GTX480 bietet Nvidia ebenfalls eine DirectX 11 unterstützende Grafikkarte an.

Bei der Auswahl der passenden Grafikkarte für 3D-Grafiken und entsprechende Computerspiele sollte immer auch beachtet werden, welche Anforderungen an die Rechner-Gesamtleistung gestellt werden.

Hohe Anforderungen an die Hardware

Nvidia hat mit dem Tegra 250 beispielsweise einen modernen Grafikchip entwickelt, der erst 2010 in diversen Geräten zum Einsatz kommen wird.

Er basiert auf einem Cortex-A9-Kern von ARM mit einer Taktung von einem GHz und unterstützt DDR2-Speicher (RAM). 3D-Grafiken werden per OpenGL ES 2.0 beschleunigt und sogar HD-Videos in voller Auflösung von 1080p in den Formaten H.264, VC-1. MPEG-4 sollen laut Nvidia damit abgespielt und zum Teil aufgenommen werden können. Bislang (Stand Juli 2010) hat aber lediglich Toshiba mit dem Dynabook AZ das erste Clamshell-Notebook auf Basis des Chips vorgestellt.

Nvidias Treiber für 3D auf bis zu drei Monitoren mit Shutterbrille

Mittlerweile hat Nvidia außerdem eine Treibersoftware für 3D Vision Surround auf High-End-Grafikkarten von Nvidia herausgebracht, die eine stereoskopische Darstellung auf bis zu drei Monitoren ermöglicht. Die neuen 3D-Funktionen sind allerdings auf Windows 7 beschränkt.

Unterstützt werden die Nvidia Grafikkarten 260, 275, 280, 285 und 295 der Serie Geforce GTX sowie die Fermi-Grafikkarten 465, 470 und 480 und die Mittelklasse-Grafikkarte GTX 460. Für Nvidias Vision Surround sind neben entsprechenden 120-Hertz-Monitoren auch ein Set mit Infrarotsender und Shutterbrille von Nvidia erforderlich.

Diverse PC-Spiele sollen damit kompatibel sein, darunter erfolgreiche Titel wie GTA IV, Stalker, Call of Duty: Crysis, Modern Warfare 2, Fallout 3 und World of Warcraft.

Die neuen Treiber stehen auf Nvidias Downloadseiten in 32 Bit und 64 Bit bereit.