Grafik: Von Punkten zur Hardware
Entdecken Sie die Struktur der digitalen Welt. Woraus besteht der 3D-Raum und wie sehen wir ihn auf dem Monitor.
Rohe Punktwolken (Point Clouds)
Der grundlegendste Baustein von 3D. Es sind isolierte Punkte mit X-, Y-, Z-Koordinaten ohne jegliche Oberfläche. So sehen LIDAR-Sensoren (z. B. in iPhones oder selbstfahrenden Autos) die Welt beim 3D-Scannen der Realität.
Vektorpolygone
Wenn wir Punkte mit Linien verbinden, entstehen Dreiecke im 3D-Raum. Sie bilden eine hohle "Hülle" (Oberfläche) des Objekts. Sie sind ideal für flüssige Bewegungen und detaillierte Modelle in Spielen, da sie innen leer sind.
Volumetrische Voxel (3D-Pixel)
Während Polygone eine hohle Hülle bilden, füllen Voxel den gesamten Raum aus. Es sind solide 3D-Würfel (wie Minecraft oder CT-Scans in der Medizin).
Shader und Licht (GPU-Magie)
Wir haben die Form, aber wie sieht die Oberfläche aus? Shader sind Mini-Programme für die Grafikkarte (GPU), die Lichtreflexionen, Schatten und Materialeigenschaften berechnen (ob es Metall, Plastik oder ein Spiegel ist). Ohne sie wäre alles nur eine flache Farbe.
Rasterpixel
Während der Rasterisierung (oder beim Ray Tracing) wird die 3D-Welt abgeflacht und auf ein 2D-Raster aus farbigen quadratischen Punkten (Pixeln) "fotografiert", um auf dem Monitor angezeigt zu werden.
Hardware-Subpixel (RGB)
Jedes Pixel auf einem physischen Display besteht aus 3 kleineren Dioden (Rot, Grün, Blau). Ändern Sie ihre Helligkeit und mischen Sie das Licht, um jede beliebige Farbe zu erzeugen.
Zeit und Bewegung (Bildrate)
Alles, was wir bisher gezeigt haben (Punkte, Polygone, Shader und Pixel), bildet nur EIN statisches Bild. Um flüssige Bewegung zu erzeugen, muss der Computer alles löschen und aus einem anderen Winkel komplett neu berechnen. Idealerweise 60 Mal pro Sekunde! Das nennt man FPS (Frames Per Second).
Standard-Flüssigkeit (PC-Gaming)