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17.02.1995

Kandidaten gibt es genug 3D-Grafik-Anwender vermissen einen Schnittstellen-Standard

Die Leistungsfaehigkeit der PC-Hard- und Software wuerde es erlauben, auch anspruchsvolle Grafik dreidimensional darzustellen. Fuer den breiten Durchbruch entsprechender PC-Softwarepakete fehlt allerdings noch ein verbindlicher 3D-Grafik-Schnittstellen- Standard. Doris Kutschera* praesentiert einige aussichtsreiche Anwaerter.

Die Vielfalt der unterschiedlichen Ansaetze, 3D-Grafik auf dem PC zu realisieren, bildet derzeit das groesste Hindernis fuer die weite Verbreitung entsprechender Softwareloesungen, zu denen etwa das "Cyberspace-Development"-Toolkit von Autodesk oder im Virtual- Reality-Bereich das "World" von Sense 8 gehoeren. Prinzipiell ist es kein Problem mehr, eine 3D-Ansicht, die in einem CAD-Programm erzeugt wurde, ueber die Standardmechanismen etwa von MS-Windows in ein Dokument einzubauen.

Verstaendlich, dass die kreativen Koepfe in der Branche angesichts technischer Machbarkeit und bereits vorhandener 3D-Hardware laengst in den Startloechern scharren und ungeduldig auf die verbindliche Standard-Schnittstelle fuer 3D-Grafik warten.

Seit sich Microsoft in seiner juengsten Windows-NT-Version fuer die 3D-Programmier-Schnittstelle "Open GL" von Silicon Graphics (SGI) entschieden hat, sind die Chancen fuer diesen Titelanwaerter gestiegen.

Da SGI selbst weiter an Open GL festhalten wird, muessen saemtliche Applikationsentwickler, die ihre Programme bisher fuer das SGI- interne Interface "Iris GL" geschrieben haben, auf Open GL umsteigen. Ueber Windows NT koennen also nach und nach viele interessante Workstation-Applikationen, vor allem im Bereich der Computergrafik, auf den PC herueberwandern. Das waere eine gute Chance fuer den breiten Einsatz von 3D-Anwendungen auf dem PC.

Fuer Open GL spricht auch die einfache Portierbarkeit. Als reine Software-Schnittstelle setzt das Produkt keine bestimmte Grafikhardware voraus. Anwendungen lassen sich mit wenig Aufwand portieren. Open GL steht unter anderem auch fuer Workstations von IBM und DEC zur Verfuegung.

Einem breiten Einsatz von Open GL auf PCs steht freilich entgegen, dass die Schnittstelle entwickelt wurde, um SGI-Hardware anzusteuern. Sie ist also am besten fuer Rechner mit Hardware zur 3D-Grafikbeschleunigung geeignet.

Branchenkenner glauben allerdings, dass sich 3D-Grafik erst dann allgemein durchsetzen wird, wenn ihre Anwender ohne spezielle Hardware auskommen. Ob sie sich beispielsweise in Programmen wie "Winword" ausbreiten wird, ist daher fraglich.

Ein anderes API (Application Programming Interface) fuer 3D-Grafik bietet Criterion, eine Canon-Tochter, mit "Renderware". Diese Schnittstelle schleppt kein Workstation-Erbe mit sich, bietet gute Performance auf dem PC und ist eine sogenannte Software-only- Loesung: DasEntwicklungssystem kann auch ohne spezielle Grafikhardware 3D-Grafik auf dem PC realisieren.

Mit diesem Kit lassen sich Grafiktreiber fuer Standard-Windows entwickeln. Mittels einer C-Schnittstelle koennen Programmierer, aehnlich wie mit Open GL, vor allem das Rendering von einfachen grafischen Primitiven durchfuehren. Offen ist noch die Frage, wie gut Renderware sich mit den kommenden 3D-Grafikprozessoren kombinieren laesst.

In Betracht kommt ferner "Hoops" von Autodesk-Ableger Ithaca Software. Hoops bedeutet Hierarchical Object Oriented Picture Systems, womit die speziellen Faehigkeiten dieses APIs bereits bezeichnet sind. Programmierer basteln sich damit Grafiken nicht mehr aus Primitiven zusammen, sondern gleich mit ganzen Objekten. Dadurch ist die Darstellung mit einem entsprechend groesseren Overhead befrachtet.

Das API koennte mittels Autocad, aehnlich wie Open GL ueber Windows NT, zahlreiche Workstation-CAD-Anwendungen auf den PC bringen. Laut Autodesk wird die naechste Autocad-Version ueber eine Hoops- Schnittstelle verfuegen, so dass sich die Workstation-Pakete ueber einen speziellen Treiber in Autocad integrieren lassen.

Zu erwaehnen ist auch "Reality Lab" von Render Morphics. Dahinter verbirgt sich sowohl eine Hardware-Schnittstelle wie auch eine recht aufwendige Programmier-Schnittstelle fuer die Entwickler von Applikationen.

Eine weitere 3D-API kommt aus Deutschland: "Spea SP3D" vom Starnberger Grafikspezialisten Spea. SP3D ist neben Renderware weltweit das einzige bereits einsetzbare 3D-Entwicklungs-Kit fuer Standard-Windows.

Noch gaenzlich ohne Konkurrenz ist die High-Level-API, wenn es darum geht, sowohl die Software-Ebene (also als Host-basierende Softwarebibliothek) wie auch den Hardwarebereich abzudecken (unter anderem mit dem Grafikboard "Graphiti Fire" und dem 3D-Prozessor der Starnberger).

SP3D laesst sich ohne spezielle Hardware fuer den PC einsetzen, unterstuetzt aber auch 3D-Grafik-Hardware wie den Spea-eigenen 3D- Chip oder den Glint-Prozessor von 3D Labs. Mit dieser Grafikbibliothek koennen Applikationsentwickler fuer die Bereiche 3D-CAD, Visualisierung, Virtual Reality und interaktive 3D-Grafik entsprechende Anwendungspakete fuer den PC programmieren. Ein besonderer Vorteil dieser Grafik-Schnittstelle: Sie ist fuer alle Rechner mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und also auch fuer die Entwicklung von horizontalen Anwendungen geeignet.

Mit den Softwareversionen von SP3D koennen die Applikationsentwickler voll auf die Leistungen neuer CPUs (Pentium) zugreifen. Und mit der Portierung auf Windows steht ein weiterer, grosser Einsatzbereich offen.

Die von der Software unterstuetzten Algorithmen und Operationen sind die gleichen wie die des Spea-eigenen 3D-Prozessors.

SP3D ist Ende der 80er Jahre aus dem damaligen Mangel an passenden Alternativen heraus entstanden, als das Unternehmen fuer die Steuerung seines i860-basierenden Grafik-Boards "Fire" eine geeignete Schnittstelle suchte. Anfaenglicher Gedanke war, aufgrund fehlender PC-3D-Applikationen Workstation-Anwendungen herueberzuziehen. Die von den Starnbergern kurzzeitig ins Visier genommene SGI-Schnittstelle Iris GL war den Ingenieuren am Ende zu Workstation-lastig. Zu den CAD-Systemen, die SP3D nutzen, zaehlen Applikationen von Firmen wie Nemetschek, Ziegler Informatics, Tebis und Vibrant Graphics.

Fuer zusaetzlichen Rueckenwind sorgt inzwischen Multimedia. Autodesk verwendet die Spea-Grafikbibliothek bei der Entwicklung des Cyberspace-Development-Toolkit-Programms. Ueber verschiedene Entwickler von Virtual-Reality-Toolkits wie Sense 8, Vream oder Micron Green findet die Starnberger API in breiten Multimedia- und Spielemaerkten Absatz. Hinzu kommen US-Chiphersteller wie Cirrus Logic, die ebenfalls das 3D-Know-how der Bayern nutzen.

Wie sich SP3D als Bewerber um den Rang der zukuenftigen Standard- 3D-Grafik-Schnittstelle gegenueber solch maechtigen Allianzen wie der von Microsoft und SGI behaupten kann, bleibt abzuwarten. Als eine der zum Standard taugenden Qualitaeten koennte sicherlich ins Gewicht fallen, dass diese API ein guter Kompromiss ist zwischen den reinen Softwareloesungen, die schnell auf dem PC sind, und einer originaeren Workstation-API, die eine gute Bildqualitaet besitzt.

Das Rennen ist noch lange nicht gelaufen. Auch Wettbewerber wie Intel mit der Schnittstelle "3DR" rechnen sich Chancen aus. Zur Beschleunigung der Entscheidung traegt wohl auch nicht bei, dass eine spezielle Arbeitsgruppe des VESA-Komitees Anstrengungen unternimmt, eine herstellerunabhaengige, portable 3D-Schnittstelle zu schaffen.

Mit der Anlehnung an das Device-Interface von Hoops konnten dort bisher aber offensichtlich nicht alle Interessen unter einen Hut gebracht werden. Das Gremium steckt im typischen Standardisierungsdilemma: entweder den kleinsten gemeinsamen Nenner zu finden, der gegen Null geht, oder im anderen Extrem alle gewuenschten Funktionalitaeten hineinzupacken, welche die Schnittstelle dann aber aufblaehen und ineffizient machen.

Erste 3D-Grafikkarten fuer dieses Jahr erwartet

Damit nicht genug, legt auch Microsoft nach: Mit der hardwarenahen Schnittstelle "3D DDI" (Device Dependant Interface) sollen die unterschiedlichen Hardware-Devices angesteuert werden. Denn aehnlich wie es eine definierte Schnittstelle fuer Drukkertreiber gibt, wird das auch einmal fuer die Grafik der Fall sein.

Alles in allem: Wetten auf den Ausgang der Schnittstellen- Olympiade werden noch angenommen. Selbst Optimisten rechnen mit keiner Entscheidung vor 1996. Indes steigt der Druck, endlich zu einer einheitlichen Loesung zu kommen, kontinuierlich. Zu viele Investitionen und Anstrengungen diffundieren, die gebuendelt bei einer einzigen Schnittstelle wesentlich befriedigendere Ergebnisse bringen wuerden.

Soviel laesst sich immerhin schon sagen: Aufgrund der demnaechst verfuegbaren 3D-Hardware wie dem Cirrus-Logic-Chipsatz oder dem Spea-Prozessor koennen die Anwender schon 1995 mit entsprechenden 3D-Grafikkarten rechnen. Und es sind dann auch sofort Anwendungen verfuegbar, die auf dieser Hardware lauffaehig sind.

Wenn der in der Branche heissersehnte Standard einmal feststeht, der den beliebigen Austausch von Applikationen und Hardware erlaubt, wird es einen Boom aehnlich wie bei der 2D-Grafik unter Windows geben. Denn nicht nur CAD-Anwendungen werden davon profitieren, sondern auch Bereiche wie Praesentation, Dokumentation, Bueroloesungen und viele mehr. Inselloesungen auf Workstation-Basis sind dann passe.

* Doris Kutschera ist freie Autorin in Muenchen.