GPUs (Graphics Processing Units) erstellen Bilder, indem sie komplexe mathematische Berechnungen und Rendering-Prozesse durchführen. Hier ist eine vereinfachte Übersicht darüber, wie eine GPU Bilder erstellt:
1. Scheitelpunktverarbeitung:
- Die GPU empfängt 3D-Modelle oder Szenen, die als Scheitelpunkte (Punkte im 3D-Raum) und Polygone (durch die Verbindung von Scheitelpunkten gebildete Formen) dargestellt werden.
2. Rasterisierung:
– Die GPU wandelt die 3D-Scheitelpunkte und Polygone in 2D-Pixel um, ein Vorgang, der als Rasterisierung bezeichnet wird. Dieser Schritt bestimmt die Farbe, Tiefe und Textur jedes Pixels.
3. Fragmentverarbeitung (Schattierung):
– Für jedes Pixel wendet die GPU verschiedene Schattierungstechniken an, um seine endgültige Farbe zu berechnen. Dazu gehören Beleuchtung, Texturen, Schatten und andere Effekte.
4. Z-Pufferung:
– Die GPU verwendet den Z-Puffer, um Tiefeninformationen für jedes Pixel zu speichern. Dies hilft bei der Bestimmung, welche Objekte näher am Betrachter sind und welche vor oder hinter anderen gezeichnet werden sollten.
5. Mischen:
- Die GPU kombiniert die Farben von Pixeln verschiedener Objekte, indem sie sie basierend auf ihrer Transparenz und Opazität mischt. Dadurch entstehen fließende Übergänge zwischen überlappenden Objekten.
6. Framebuffer:
– Das endgültig gerenderte Bild wird im Framebuffer gespeichert, einem Speicherbereich auf der GPU. Der Framebuffer enthält die zusammengesetzten Pixel, aus denen das vollständige Bild besteht.
7. Ausgabe anzeigen:
- Der Framebuffer wird dann an das Anzeigegerät (Monitor oder Bildschirm) gesendet, um als endgültiges Bild angezeigt zu werden.
GPUs sind auf Parallelverarbeitung spezialisiert und können so Millionen von Berechnungen gleichzeitig durchführen. Dadurch sind sie für grafikbezogene Aufgaben wie Bilderstellung, Videowiedergabe und Spiele äußerst effizient.
