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Rastern

Rastern ist ein grundlegender Prozess in der Computergrafik, bei dem Vektordaten – also mathematisch definierte Formen wie Linien, Flächen oder 3D-Geometrien – in ein pixelbasiertes Rasterbild umgewandelt werden. Dieser Schritt ist notwendig, um digitale Inhalte auf Bildschirmen darzustellen, da diese immer aus einzelnen Bildpunkten (Pixeln) bestehen.

In der 3D-Visualisierung bezeichnet Rastern (englisch: Rasterization) den Vorgang, bei dem die projizierten 3D-Objekte einer Szene in 2D-Pixel übersetzt werden, um ein Bild für den Bildschirm zu erzeugen. Dabei wird für jedes Polygon berechnet, welche Pixel es auf dem Bildschirm abdeckt, und welche Farbe, Tiefe, Textur und Lichteinwirkung an dieser Stelle sichtbar sein sollen. Die Rasterisierung ist der zentrale Rendering-Ansatz klassischer Echtzeit-Grafik – etwa in Spielen, Simulationen oder XR-Anwendungen – und bildet die Grundlage für nahezu alle Darstellungen in modernen Grafik-Engines wie Unreal oder Unity. Sie ist im Vergleich zu komplexeren Verfahren wie Ray Tracing deutlich schneller, da sie nicht für jeden Bildpunkt Strahlen durch die Szene verfolgen muss, sondern auf eine geometriebasierte Perspektivprojektion zurückgreift. Die Effizienz der Rasterisierung erlaubt hohe Frame Rates bei gleichzeitig detaillierten Darstellungen, weshalb sie auch in den Echtzeitanwendungen von VRTX Labs zum Einsatz kommt. Beim Rastern werden mehrere Zwischenschritte durchlaufen, darunter die Transformation von 3D-Koordinaten in Bildschirmkoordinaten, das Clipping (Beschneiden außerhalb des Sichtfelds), das Aufteilen in Dreiecke, und schließlich das sogenannte Shading, bei dem Farbe und Helligkeit bestimmt werden. Die Z-Buffer-Technologie sorgt dafür, dass nur das vorderste Objekt an einer bestimmten Pixelposition dargestellt wird, während verdeckte Flächen ignoriert werden. Rastern ermöglicht durch seine Geschwindigkeit nicht nur flüssige Bilder, sondern ist auch kompatibel mit GPU-optimierten Hardwarearchitekturen. Trotz des Trends zu Ray Tracing bleibt die Rasterisierung ein zentraler Baustein für performante, visuell ansprechende und interaktive Echtzeitvisualisierungen – besonders dort, wo Geschwindigkeit und Skalierbarkeit im Vordergrund stehen.