OpenGL Version 2.0 - 3D-Graphik-API mit der Power programmierbarer Schattierer

Mit der ´OpenGL Shading Language´ schaffen Software-Entwickler innovative Echtzeitanwendungen quer über die Plattform-Welt
(PresseBox) (München, ) SGI und das OpenGL-Steuerungsgremium ARB (Architecture Review Board) haben auf der Siggraph 2004 in Los Angeles die Freigabe der Graphik-Library-Spezifikation OpenGL® 2.0 bekannt gegeben. Die jüngste Release dieses branchenweit führenden, offenen, platt­form-unabhängigen 3D-APIs (Application Programming Inter­faces) unterstützt insbesondere erweiterte Funktionen der Schattierungs­sprache OpenGL Shading Language. OpenGL 2.0 bietet auf hoher Programmier­ebene Zugriff auf neue programmierbare Fähigkeiten moderner Graphik­prozessoren und stellt für Entwickler einen weiteren wesentlichen Schritt dar, um interaktive Graphik­anwen­dungen mit Fotorealismus und Echtzeit-3D-Features ausstatten zu können.

Die OpenGL® Shading Language ist innerhalb des letzten Jahres im Rahmen des erprobten ARB-Standardisierungsprozesses intensiv getestet worden. OpenGL 2.0 bietet volle Unterstützung für alle Applikationen, die für frühere Versionen der Spezifikation geschrieben wurden.

Schattierung und Interaktivität - für alle Bereiche

Von den Neuerungen dürften potenziell 3D-Anwendungen in der Fertigungs­industrie und Energiewirtschaft profitieren, in Wissenschaft und Forschung, in Chemie, Pharma, Medizin, LifeSciences und Biotechnologie, im Mediensektor, im Wehrbereich, bei Ausbildung, Training, Kunst und Kultur. Spiele werden mit Bildern in Kinoqualität erstellbar, beim visuellen Training ist Sichtsimulation mit höherer Realitätsnähe möglich, bei der medizinischen Visualisierung eine genauere Bildanalyse, bei der Entwicklung von Industrieprodukten werden Ingenieure und Stylisten mit lebensechter simulierenden Umgebungen arbeiten.

Seit ihrer Einführung in 2003 ist die OpenGL Shading Language zur weitest unterstützten Schattierungssprache für die Entwicklung interaktiver Graphik- und Visualisierungsanwendungen geworden - mit Implementierungen für UNIX®, Microsoft® Windows®, Linux® und weiteren Betriebssystemen.

Dank der weitreichenden Kompatibilität sind Entwickler unmittelbar in der Lage, ihre Arbeit quer über die meisten der wichtigen, handelsüblich verfügbaren Betriebsumgebungen und Hardwareplattformen zu bewegen. Aufgrund der OpenGL-Schattierungs­sprache ist es möglich, dass Graphik­karten praktisch eines jeden Herstellers auf prak­tisch jeder Plattform die gleiche High-Level-Shading-Language nutzen.

Hardware-beschleunigte Features - universal ansprechbar

“Die explosiv wachsenden Datenmengen bedingen neue Einsatzformen der Visualisierung,” sagt Paul McNamara, bei SGI als Senior-VP und General Manager für die Visual Systems Group verantwortlich. “Bei der Analyse dieser Datenmengen kommt hinzu, dass sich Ergebnisse oft nur mit einer steigenden visuellen Darstellungs­genauigkeit herausarbeiten lassen. Da die OpenGL-Schattierungs­sprache nun in den Kern von OpenGL einbezogen ist, können die Entwickler sicher sein, dass jede Graphikkarte, die konform zu OpenGL 2.0 ist, die in die Software einpro­gram­mier­ten Funktionen umsetzen wird - egal unter welchem Betriebssystem sie arbeitet."

Rob Gingell, Chief-Engineer und Fellow bei Sun Microsystems: "Die verfüg­bare Shading Language sorgt dafür, dass sich dem Entwickler in OpenGL auch weiterhin ein progres­siver, plattform-unabhängiger Zugriff auf die Power aktuel­ler hardware-beschleunigter Graphik-Engines erschließt. Im Zusammenhang mit dem im letzten Jahr eingeführten JSR 231 können sich Java-Entwickler eines einzigartigen Satzes von Werkzeugen erfreuen, mit denen sie visuell hoch­attrak­tive Anwendungen erstellen."

Kevin Kettler, Chief Technology Officer und VicePresident von Dell: "Dells Engagement bei der Entwicklung von OpenGL 2.0 entspricht unserem Commit­ment, Standards mit voranzutreiben und hierauf aufbauend Systeme und Technologien nach Kundenwunsch zu liefern. Das Einbringen der Shading Language in den OpenGL-Kern ist eine wesentliche Errungenschaft, aus der heraus sich neue Funktionalitäten entwickeln werden und die die nächste Generation der Graphik-Programmierung treiben wird."

Neuerungen in OpenGL 2.0

Neue Eigenschaften und Fähigkeiten der Version 2.0 sind u.a.:

* Programmable Shading. Mit der neuen Release sind sowohl die OpenGL Shading Language wie auch deren APIs Kern-Bestandteile von OpenGL. Zur neuen Funktionalität gehören die Möglichkeit, Schattierer und Programm-Objekte zu erstellen, sowie die Möglichkeit, mit Hilfe der OpenGL Shading Language Vertex- und Fragment-Shader zu schreiben.

* Multiple Render-Targets. Durch sie wird es für die programmierbaren Shader möglich, in einem einzigen Durchgang unterschiedliche Werte in mehrere (multiple) Ausgabe-Buffer zu schreiben.

* Non-power-of-two-Textures für alle Textur-Targets, wobei rechteckige Texturen unterstützt werden; ein Feature, das zu geringerem Speicherver­brauch führt.

* Two-sided stencil - die Fähigkeit, Stanzer-Funktio­nalität sowohl für die vorderseitige wie auch für die rückseitige Fläche von Graphik-Primitiven zu definieren. Damit werden leistungsfähigere Algorithmen zum Rendern schattierter Volumina und konstruktiver Geometrie-Bausteine möglich.

* Point Sprites. Sie ersetzen Point-Texture-Koordinaten durch Textur-Koordi­naten, die über den Punkt interpoliert sind. Damit wird es möglich, Punkte als kundenspezifische Texturen zu zeichnen, was sehr nützlich etwa für Particle-Systeme ist.

Industriestandard für Graphik der nächsten Generation

Neil Trevett, Senior-VP für Marktentwicklung bei 3Dlabs: “3Dlabs hat die Vision wie auch die Entwicklung der OpenGL Shading Language mit vorangetrieben. Wir stehen mit unserem ganzen Commitment hinter dem Einsatz und der kontinuierlichen Weiterentwicklung dieses unverzichtbaren Industriestandards. Die professionellen Graphikbeschleuniger, die wir liefern, gehen mit starker Unter­stützung der OpenGL Shading Language in den Markt - so wie sie nun in Version 2.0 vorliegt. Das bringt komplette Programmierbarkeit zur Erstellung anspruchs­vollster Anwendungen."

Nick Triantos, Software-Chefarchitekt bei nVIDIA: “Die weite Verfüg­barkeit bedeutender Enabling-Technologien wie Mainstream-64-Bit, PCI-Express und OpenGL Shading Language bringt uns zweifellos eines der faszinierendsten Jahre in der Graphikgeschichte. Wir bieten komplette Unterstützung für die OpenGL-Schattiersprache sowie eine minitiös entwickelte programmierbare Graphikhardware in dritter Generation. Damit stehen dem Entwickler und dem Anwender sämtliche Werkzeuge zur Verfügung, um eine neue Generation visuell ansprechender Anwendungen und Inhalte zu schaffen.”

Developer-Sitzung mit OpenGL-Schattiersprache

Während der Siggraph2004 veranstaltet das OpenGL-ARB-Gremium eine 3-stündige Session für Anwendungsentwickler, die detailliert erfahren wollen, wie man die OpenGL Shading Language für Applikationen aus der realen Anwendungswelt einsetzt. Die Session findet am 12. August von 13:00 bis 16:00 PM im Tech Talk Room 2 im Registration-Bereich statt. Die Teilnahme ist kostenfrei.

OpenGL - der am weitesten angenommene Graphik-Standard

Für OpenGL gibt aufseiten der Hardwarehersteller mehr als 60 Lizenznehmer. Damit erfreut sich OpenGL der breitesten Unterstützung unter allen offen lizensierbaren Graphik-APIs. Mit der klaren Vision, auf Basis der renommierten eigenen Graphik-Biblio­thek einen offenen plattform-unabhängigen Standard für 3D-Graphik professio­neller Qualität zu schaffen, hatte SGI 1992 das branchen­weit besetzte Gremium ARB ins Leben gerufen und es mit der Steuerung und Weiterentwicklung von OpenGL betraut.

Die 12 stimmberechtigten Mitglieder des ARBs sind 3Dlabs, Apple, ATI, Dell, Evans&Sutherland, Hewlett-Packard, IBM, Intel, Matrox Graphics, nVIDIA, Sun Microsystems und SGI. Dem ARB gehören als Teil­neh­mer diverse andere Unternehmen und Institutionen an, u.a. Adobe, Discreet, Id Software, NEC, Quantum 3D, S3 Graphics und die University of Central Florida. Jenseits der votierenden Mitglieder und dieser Teilnehmer sind OpenGL-Lizenzen in der gesamten Gemeinde der Graphik­hardware-Hersteller verbreitet. Mehr über OpenGL 2.0 und unterstütz­ende Firmen/Organisationen unter www.opengl.org.

Zu OpenGL

Die Graphiksystem-Spezifikation OpenGL stellt dem Entwickler vielfältige mächtige Funktionen für Rendering, Texture-Mapping, Spezialeffekte und andere Visualisierungsprozesse sowie eine Graphik-Pipeline zur Verfügung, die ihm den uneinge­schränkten Zugang zur hardware­­beschleunigten Graphik erschließen. Seit der Einführung durch SGI in 1992 hat sich OpenGL zum industrieweit am breitesten verwendeten und unter­stütz­ten 3D- und 2D-Graphik-API etabliert. OpenGL ist auf allen bedeutenden Platt­for­men vertreten, u.a. auf AIX®, HP-UX®, IRIX®, Linux®, Mac® OS X, Microsoft® Windows® 2000 und Windows® XP und Solaris™.

Aufgrund der durchgängigen Rückwärts­kompa­ti­bilität von OpenGL ist im Laufe der letzten 10 Jahre eine stabile Basis fortgeschrittener Graphikanwendungen auf einer Vielfalt von Betriebsumgebungen entstanden. OpenGL wird in seiner Funktionalität permanent weiter entwickelt und ist als breit unterstützter herstel­lerneutraler, plattformübergreifender Graphik-Standard einzigartig posi­tioniert, um die laufenden Innovationen in der Graphikhardware für Anwendungen vom Spielesektor bis zum professionellen Design-Paket zu unterstützen.

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