DirectDraw Surface

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DDS Speicheroptionen in paint.net 5.1

Direct Draw Surface (DDS) ist ein von Microsoft eingeführtes Dateiformat (Endung .dds) zur Optimierung und Speicherung von Texturen bzw. Cube Maps oder Mipmaps, das erstmals in DirectX 7.0 vorgestellt wurde.

Die DDS-Datei wurde extra für die Spieleindustrie entwickelt und hier vor allem mit dem Direct X SDK verbreitet. Spieleentwickler nutzen diese Dateien vor allem für das Speichern der Modelltexturen, Mipmap-Ebenen und Cubemaps. Um die Daten zu speichern, werden diese mit einem S3-Texturkomprimierungsalgoritmus verkleinert. In der Regel unterstützen Grafikkarten S3TC/DXTn-Komprimierungen. Dieses Verfahren wird als DXTn-Textur bezeichnet. Bei diesen Verfahren kommt es allerdings zu gewissen Qualitätseinbußen.

Mit Materialize aus der Diffuse Map (_d) erstellte Normal (_n), Bump (_b), und Specular Map (_s), alle 256x256 Pixel groß

BCn-Texturkompression

Bildvergleich RAW BC1 BC7, 4x4 Blöcke mit begrenzter Farbvariation

RGB-Farbraum mit BCn-Block

Die GPU-unterstützte Texturkomprimierung ist eine Reihe von sieben Formaten, die BC1 bis BC7 genannt werden. Diese Formate werden von fast allen realistischen 3D-Spielen verwendet, um den Speicherbedarf ihrer Texturkarten zu reduzieren.

BC steht für „Block Compression”, und die BCn-Formate arbeiten alle in Form von 4×4-Pixelblöcken. Alle Bilder werden in diese kleinen Blöcke unterteilt, und jeder Block ist in sich geschlossen - die Daten zur Dekodierung befinden sich alle in einem zusammenhängenden Stück im Speicher. Außerdem ist die Größe jedes komprimierten Blocks festgelegt - entweder 8 oder 16 Byte, je nachdem, welches BCn-Format verwendet wird. Dies entspricht einem Kompressionsverhältnis von 4:1 oder 8:1, wenn das Quellbild im 8-Bit-RGBA-Format vorliegt.

Jeder Block in einem BCn-Bild verfügt über eine sehr kleine Farbpalette, aus der nur wenige Farben ausgewählt werden können. Die Pixel werden dann als Indizes in dieser Palette kodiert, was nur eine Handvoll Bits pro Pixel erfordert, da die Palette so klein ist. Die Palette wird weiter komprimiert, indem davon ausgegangen wird, dass alle Farben gleichmäßig entlang eines Liniensegments im RGB-Raum angeordnet sind. Dann müssen in der Datei nur die Endpunkte dieser Linie gespeichert werden, und alle anderen Paletteneinträge werden durch Mischen der beiden Endpunkte in unterschiedlichen Proportionen rekonstruiert.

Das Texturkomprimierungssystem S3 Texture Compression (S3TC, DXT1 bis DXT5) gilt als veraltet. RGTC ist nah verwandt mit S3TC und komprimiert wie α-DXT5.

BC2/3/5 sind Kombinationen aus BC1 und BC4, BPTC (BC6 und BC7) ist Stand der Technik in Desktop-GPUs, komplexer als die Vorgänger, liefern aber bessere Ergebnisse.

Vornehmlich in Mobil-GPUs:

• ETC, wie S3TC
• EAC, wie RGTC

Übersicht Texturkomprimierungsalgorithmen Desktop-GPUs

Bezeichnung	DirectX, OpenGL	Datenmaterial	Kompression	Palettenfarben	Liniensegmente	Einsatzgebiete	Direct3D
BC1	S3TC DXT1	RGB (opt. 1-bit-α	0,5 Byte/Pixel; 6:1 (bei 24bit)	4	1	Color Maps	6-9
BC2	S3TC DXT2/DXT3	RGB +4-bit-α	1 Byte/Pixel; 4:1	4	1	?	6-9
BC3	S3TC DXT4/DXT5	RGBA	1 Byte/Pixel; 4:1	4 Farbe + 8 α	1 Farbe + 1 α	Color Maps mit vollständiger α	6-9
BC4	RGTC1 ATI1	Graustufen	0,5 Byte/Pixel; 2:1	8	1	Height Maps, Gloss Maps, Graustufenbilder	10
BC5	RGTC2 ATI2	2x Graustufen	1 Byte/Pixel; 2:1	8 pro Kanal	1 pro Kanal	Normal Maps	10
BC6H	BPTC	RGB, Fließkomma	1 Byte/Pixel; 6:1	8-16	1-2	HDR Bilder	11
BC7	BPTC	RGB oder RGBA	1 Byte/Pixel; 4:1	4-16	1-3	Hochwerige Color Maps, Color Maps mit vollständiger α	11

Siehe auch

• Maister's Graphics Adventures 2020: Compressed GPU texture formats – a review and compute shader decoders – part 1/3 part 2/3 part 3/3