Seit Linux hardwarebeschleunigtes OpenGL beherrscht, feiert es mit 3D-Animationen und visuellen Effekten einen heroischen Auftritt nach dem anderen. Wir stellen Game-Engines, Modeler und Renderer vor.

In keinem anderen Desktop-Anwendungsfeld befindet sich Linux so sehr auf Augenhöhe mit Windows: Die großen 3D-Pakete Maya, Houdini oder Softimage/XSI wurden von den Herstellern auf Linux portiert und besitzen dort genau den gleichen Funktionsumfang. Das GUI ist identisch, die Stabilität tendenziell besser, sodass 3D-Grafiker beim Umstieg keine Schwierigkeiten haben. Solche Erfolgsgeschichten sind wenig bekannt, denn diese Software ist recht speziell und teuer. Einen Einblick in die Filmproduktion mit Linux gibt der Artikel auf Seite 42.Einen kompletten 3D-Modeler von Grund auf neu zu schreiben, das ist ein ziemlich umfangreiches Unternehmen. Kein Wunder, dass es mittlerweile mehr Projektleichen als aktive Projekte gibt. Viele Open-Source-Entwickler sind dazu angetreten, die erwähnten Profi-Programme zu kopieren – und wenig überraschend daran gescheitert, stecken darin doch viele Mannjahre an Entwicklungszeit. Einige freie Programme haben sich dennoch gut entwickelt.Brauchbare freie 3D-Tools stellt der Artikel auf Seite 32 vor.Im kommerziellen wie im freien Umfeld ist die Renderman-Schnittstelle, die Einzelszenen und Animationen im Detail beschreiben kann, gleichermaßen populär. Obwohl sie schon einige Jahre alt ist, erfüllt sie auch zeitgemäße Ansprüche an fotorealistische 3D-Grafik. Der Workshop auf Seite 37 stellt das Interface vor und zeigt, wie man mit freien Programmen aus Renderman-Files überzeugende Bilder berechnet.Auch Echtzeitgrafik nähert sich rasenden Schritts dem Ziel Fotorealismus. Aber jeden Quader und jede Kugel mit einer Low-Level-Sprache wie OpenGL selbst zu programmieren, führt erst über einen steinigen Weg zum Ziel. Einfacher ist es, existierende Bibliotheken zu benutzen. 3D-Engines sind nichts anderes als eine Sammlung solcher Bibliotheken zusammen mit einem leistungsfähigen Runtime-System. Damit lädt der 3D-Entwickler mit wenigen Codezeilen Texturen und fertige Modelle, bei deren Steuerung wiederum die Engine hilft. Der Ogre-Workshop ab Seite 46 gibt einen Crashkurs für angehende Spieleprogrammierer.

Shader für alle

Komplex aussehende Oberflächen bei einfach aufgebauten Modellen – das geht mit so genannten Shadern, die zur Renderzeit aufgebrachte Texturen errechnen. Ursprünglich sind sie als Renderman-Technologie beim Offline-Rendern populär geworden, jetzt führen aktuelle Grafikkarten auch in Echtzeit Shader aus. Nachdem bislang jeder Hersteller mit seiner Shader-Sprache ein eigenes Süppchen kochte, hat das OpenGL-Konsortium für Einheitlichkeit gesorgt. Die OpenGL Shading Language ist nun die offizielle Sprache für Shader mit OpenGL. Mehr darüber verrät der Praxis-Artikel auf Seite 52.Bislang waren Echtzeit- und Offline-3D-Grafik getrennte Felder. Auch die hier vorgestellten Artikel orientieren sich noch an diesen Kategorien. Das ändert sich mit den immer schnelleren Hauptprozessoren (CPU) und leistungsfähigen Chips (GPU) der Grafikkarten. Sie verarbeiten nicht nur Modelle mit großem Detailgrad und damit großer Polygonzahl, sondern führen auch Shader aus, die komplexe Oberflächen simulieren.

Echtzeit oder warten?

In absehbarer Zeit wird Echtzeitgrafik den Realitätsgrad gerenderter Filme erreichen. Auf der anderen Seite bedienen sich Offline-Renderer der gestiegenen Rechenkapazität moderner GPUs. Solche produktiven Grenzüberschreitungen finden sich schon jetzt in Nvidias Gelato-Produkt, das in Echtzeit auch Renderman-Shader übersetzt und ausführt – vorausgesetzt man besitzt eine Quadro-FX-Karte.