Schattierung in der Spieleentwicklung

Shader mit Schattenwurf
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Wer den Begriff Shader in ein Wörterbuch füttert, bekommt als deutsche Übersetzung die Option „Schattierer“ angeboten. Dies ist nicht unbedingt falsch – bei richtiger Parametrierung können die in HLSL gehaltenen Progrämmchen auch zur Berechnung von realistischen Schattenwürfen eingesetzt werden.

Dies ist insofern wichtig, als realistische Schattenwürfe seit jeher als Kennzeichen professionell gemachter Spiele gelten. Der durch effiziente Schattierung erzielbare Gewinn an Realismus lässt sich durch kaum eine andere Technik nachmachen und die Beschäftigung lohnt sich schon allein aus diesem Grund. Schattierung ist eine der mathematisch anspruchsvolleren Operationen aus der Trickkiste des Shader-Programmierers. Die folgenden Schritte stellen einige hoch interessante Rechenmethoden vor, die für mathematisch interessierte Entwickler amüsant sind. Wahrscheinlich fragen Sie sich am Ende des Artikels, wieso Sie selbst nicht auf die Idee kamen – dem Autor dieser Zeilen ging es ähnlich, als er sich vor vielen Jahren in die Thematik einarbeitete.

Wie entstehen Schatten?

Licht ist – wie schon mehrfach festgestellt – eine Welle. Das menschliche Auge nimmt alles als „hell“ wahr, was Lichtpartikelchen reflektiert. Die Entstehung eines Schattens lässt sich auf diese Art und Weise mit einem einfachen Gleichnis visualisieren: Ein handelsüblicher Föhn befeuert einen Grill, um die dort befindlichen Kohlen schneller auf Arbeitstemperatur zu bringen. Aus purer Bösartigkeit stellt sich eine Person zwischen Föhn und Grill. Der Körper des Bösewichts agiert wie eine Art Schild, der die Luftpartikel vom BBQ fernhält und so die Fertigstellung von Steak und Co. verzögert.

(Den kompletten Artikel finden Sie im Windows Developer 9.14)

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