Stap 1: De virtuele 3D-wereld
Zoals gezegd beginnen we bij de processor. Op basis van de door het programma aangeleverde data berekent deze allereerst de virtuele 3D-wereld: de plaats van objecten hierin, zoals muren, plafonds en vloeren, maar ook bomen, huizen, etc. Deze berekening wordt iedere keer opnieuw gedaan wanneer iets in de 3D-wereld verandert, bijvoorbeeld een 3D-model van een speler dat in beeld komt of een wijziging van het camerastandpunt.
Al deze berekeningen zijn pure wiskunde, met andere woorden er is zelfs nog geen virtuele pixel of lijn getekend: de processor doet niets anders dan een enorme onzichtbare rij coördinaten berekenen. Dit zijn de locatiegegevens in drie dimensies (breedte, hoogte, diepte) van een grote verzameling basiselementen van de nog op te bouwen, dus virtuele, 3D-wereld.
Deze elementen zijn vertices (enkelvoud: vertex), ofwel de hoekpunten van de meeste eenvoudige geometrische figuren waaruit ieder 3D-object wordt samengesteld: driehoeken. In het Engels worden deze driehoeken overigens polygons ofwel ‘veelhoeken’ genoemd, de polygon count geeft dan ook aan hoe complex een 3D-scène of -object is: hoe meer, des te realistischer. Een virtuele 3D-wereld is opgebouwd uit een groot aantal driehoeken: voor een vierhoek zijn twee polygonen nodig, voor een kubus twaalf – ofwel 36 vertices. Hoewel veel polygonen een of meerdere hoekpunten zullen delen, is het niet verwonderlijk dat dit gedeelte van de pipeline een zeer rekenintensieve stap is. In figuur 4 tot en met 6 wordt het bovenstaande duidelijk geïllustreerd.
Naast de 3D-wereld berekent de processor het camerastandpunt, dat feitelijk een ‘onzichtbaar object in de 3D-wereld’ is en essentieel is om te bepalen hoe de scène op het scherm eruit ziet.
Figuur 4: Vertices zijn de basis voor ieder 3D-object.
Figuur 5: Ieder virtueel 3D-object is opgebouwd uit polygonen: driehoeken.
Figuur 6: Hoe meer driehoeken, hoe realistischer het object.
