Was ist der Detaillierungsgrad?
Detailgenauigkeit (Level of Detail, LoD) in der Computergrafik bezieht sich auf den Prozess der Vereinfachung der verschiedenen grafischen Aspekte eines dreidimensionalen (3D) Objekts, das in einiger Entfernung gerendert wird. Der Zweck der Implementierung der Detailebene in ein Programm besteht darin, dass die Rendergeschwindigkeit erhöht werden kann, wenn sich mehrere Objekte in der virtuellen Szene befinden und einige von ihnen so weit vom Betrachter entfernt sind, dass überflüssige Details ohnehin nicht sichtbar wären. Abhängig von der genauen Art und Weise, in der der Detaillierungsgrad in ein Programm integriert wird, gibt es zwei Arten: diskret oder kontinuierlich. Discreet LoD ersetzt 3D-Modelle oder Texturen durch separate, in der Regel vorgefertigte Modelle mit weniger Details. Continuous LoD verwendet Algorithmen, um die Details eines Modells nach Bedarf dynamisch zu vergrößern oder zu verkleinern.
Nahezu alle 3D-Grafikprogramme verwenden eine bestimmte Detailstufe, insbesondere Videospiele. Bei richtiger Implementierung ist LoD für den Betrachter nahezu unmerklich. Wenn der berechnete Abstand zwischen einem Objekt in der virtuellen Szene und der Position des Betrachters über einer bestimmten Zahl liegt, kann der Detaillierungsgrad verringert werden. Diese Reduzierung führt normalerweise dazu, dass entweder weniger Polygone das 3D-Objekt bilden, die Qualität der Texturbilder abnimmt oder beides kombiniert wird. Die Wiedergabegeschwindigkeit einer Szene mit Detailgenauigkeit ist erheblich höher als die Wiedergabegeschwindigkeit einer Szene, in der Objekte durchgehend detailgetreu dargestellt werden.
Diskreter Detaillierungsgrad ist eine Methode, bei der anhand einer festgelegten Anzahl von Abständen bestimmt wird, welches Modell eines Objekts gerendert wird. Die verschiedenen Qualitätsstufen des 3D-Modells können entweder in einem Modellierungsprogramm erstellt oder beim Programmstart berechnet und zur späteren Verwendung gespeichert werden. Diese Methode funktioniert gut, weil es einfach und schnell ist. Es wird auch von einigen Programmierern und Künstlern nicht bevorzugt, da der Sprung von einem LoD-Modell zu einem anderen gelegentlich zu offensichtlich erscheint und ein Objekt plötzlich größer und detaillierter vor dem Betrachter erscheint.
Die kontinuierliche Detailebene verwendet tatsächlich Algorithmen, um die Polygone, aus denen sich ein Objekt zusammensetzt, zu unterteilen, um mehr Details zu erhalten, oder Flächen zu konsolidieren, um weniger Details zu erhalten. Diese Version von LoD ermöglicht einen reibungslosen Übergang von einem einzelnen Pixel zum vollständigen Detail, wenn der Abstand verringert wird. Die Algorithmen können jedoch manchmal sehr prozessorintensiv sein und auch die Möglichkeit haben, unerwünschte Ergebnisse zu erzielen, z. B. fehlende Polygonflächen oder Änderungen an den 3D-Modellen, die die ursprüngliche Geometrie verzerren.
Andere Variationen von LoD umfassen das Verringern der Bildqualität der texturierten Bilder, indem stattdessen kleine Bilder mit sehr geringer Qualität verwendet werden, oder auch nur die Verwendung einer Vollfarbe ohne Texturabbildung, um das Erscheinungsbild aus der Entfernung zu approximieren. Bei einer anderen Methode wird anstelle des tatsächlichen Ladens eines 3D-Modells mit reduzierter Qualität für LoD-Zwecke das Modell in einer Entfernung durch ein geometrisches Grundelement wie eine Kugel oder ein Rechteck ersetzt, das viel schneller als beliebige Polygone gerendert wird. Es gibt andere Algorithmen, die für spezifischere Arten von LoD-Berechnungen verwendet werden können, z. B. solche, die zum Ändern von Geländegittern erforderlich sind, und solche, die zum Annähern von Objekten verwendet werden können, die sich schnell über die Szene bewegen.