Vertexverarbeitung

Vertexverarbeitung bezeichnet in der Computergraphik eine der Stufen der Grafikpipeline, in der Rohmodellkoordinaten der Vertexdaten in Bildkoordinaten transformiert und grundlegende per-Vertex-Informationen berechnet werden. Sie folgt in der Regel der Eingabephase (Input Assembler) und geht der Rasterisierung voraus.

Zu den zentralen Aufgaben gehören die Transformation der Vertexpositionen von Objektkoordinaten durch Modell-, Blick- und Projektionsmatrizen, die ggf. Gelenk- oder Morph-Animationen unterstützen (Skinning, Morph Targets) sowie die Berechnung oder Weitergabe von Vertex-Attributen wie Normalen, Texturkoordinaten, Farben und Skelettgewichte. Die Ergebnisse werden meist als Vertex-Shader-Ausgaben an die nächste Phase übergeben, oft als gl_Position in Clipspace.

In modernen Grafikkarten wird die Vertexverarbeitung programmierbar umgesetzt. Statt einer festen Funktion schreiben Shaderprogramme (Vertex Shader) in Sprachen wie GLSL oder HLSL, die pro Vertex ausgeführt werden. Die Stufe kann außerdem per-Vertex- oder per-Vertex-Schattung (Lighting) betreffen, wenn Lichtberechnungen dort erfolgen; ansonsten erfolgt Lighting häufig später per Fragment-Shader.

Typische Datenströme sind Vertex-Puffer (Vertex Buffer Objects) mit Attributen wie Position, Normalen, Texturkoordinaten und Farben, sowie Uniform-Variablen für Matrizen. Der Vertex-Shader gibt transformierte Positionen und andere Werte weiter; diese treiben dann die Koordinaten der Primitive bis zur Rasterisierung an. Optimierung zielt auf redundante Berechnungen, Speicherzugriffe und effiziente Interpolation.

Historisch war die Vertexverarbeitung in der festen Funktion der Grafikkarten definiert; heute ist sie meist vollständig programmierbar. Sie ist damit eine zentrale Leistungsstelle des Rendering-Pipelines, die stark Einfluss auf Bildqualität und Performance hat.