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Computergrafik: Echter als die Wirklichkeit?

Fotorealismus, 60-mal pro Sekunde - so lautet das Ziel der milliardenschweren Computerspiele-Industrie. Erst dann könnten interaktive virtuelle Welten nicht mehr von der Wirklichkeit zu unterscheiden sein.
Computergrafik
Träumen ist erlaubt: Schon Ende der 1960er Jahre, als Computermonitore erstmals dreidimensionale Grafiken zeigten, prophezeiten Visionäre der Branche, eines Tages die Grenzen der künstlichen Bilder zum Fotorealismus zu überschreiten. Mögliche Anwendungen der 3-D-Computergrafik waren schnell gefunden, angefangen von der Konstruktion neuer Produkte mittels Computer Aided Design (CAD) über Architektur und Lichtplanung, der Visualisierung wissenschaftlicher Daten und der Computersimulation bis zur Unterhaltungsbranche. Inzwischen treiben die Computerspiele- und die Filmindustrie die Entwicklung maßgeblich voran.

Doch trotz immer ausgefeilterer Algorithmen und immer leistungsfähigerer Hardware liegt das Ziel real wirkender Virtualität noch in weiter Ferne. Es sei denn, man bringt viel Zeit mit: Die Bildsynthese (Rendering), soll sie wirklichkeitsnahe Resultate liefern, beschäftigt selbst schnelle Maschinen heute noch mehrere Stunden lang – für nur ein einziges Bild (Frame). Zu den Meilensteinen gehört sicher der im vergangenen Jahr in den Kinos angelaufene 3-D-Film "Avatar". Manche Einzelbilder erforderten zwei Tage Rechenzeit, obwohl dafür mehrere zehntausend Prozessorkerne eingesetzt worden waren. Für Computerspiele völlig undenkbar, denn dort wird meist eine Bildrate von 60 Frames pro Sekunde verlangt, um Interaktivität in Echtzeit zu gewährleisten.

Geschwindigkeit ist seit jeher ein wichtiger Kaufanreiz in der Gamerszene. Das führte zu einer eigenständigen Hardwareentwicklung: Viele Grafikberechnungen wurden von der zentralen Recheneinheit (CPU, Central Processing Unit) in spezielle Grafikchips (GPU) verlagert. Wie bei den CPUs löste auch bei der Grafikhardware eine neue, schnellere Generation die alte nach wenigen Monaten ab...

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Spektrum - Die Woche – 35/2020

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