Info: Backface Culling

Zu den größten Herausforderungen an Computerhardware gehört traditionell (und durch die immer größere Verbreitung von VR auch ganz aktuell wieder) die Berechnung und Darstellung von dreidimensionalen Objekten bzw. Szenen, sei es bei der Nutzung von CAD-Software oder im Bereich von Computerspielen.

In der klassischen 3D-Grafik werden Objekte zunächst durch ein mehr oder weniger feinmaschiges Gitternetzmodell (Wireframe) nachgebildet. Die Polygone (in der Regel Dreiecke) dieses Gittermodells werden dann gefüllt, so dass ein geschlossener Körper entsteht und die einzelnen Flächen abschließend mit einer naturgetreuen Einfärbung (Textur) versehen.

Polygone, die für den Betrachter (am Bildschirm) nicht sichtbar sind, brauchen nicht angezeigt und somit auch nicht weiter berechnet zu werden.

Der Begriff Culling (englisch "cull": Auslese, Wegschneiden, Abfall) bezeichnet dieses Prinzip, bei welchem getestet wird, ob ein betrachtetes Objekt aktuell sichtbar ist, um nicht sichtbare Objekte möglichst früh zu verwerfen und dadurch einen Performance-Gewinn bei der Darstellung zu erreichen. Eine der diversen dabei angewendeten Methoden ist das Backface Culling, mit der ein Großteil der nicht sichtbaren Polygone von Objekten in einer Szene entfernt wird.
Das Verfahren funktioniert folgendermaßen: Bei einer Dreiecksfläche ist eine ihrer beiden Seiten als Vorderseite definiert. Gibt es in der Szene nur geschlossene, massive Objekte, so kann der Betrachter immer solche Vorderseiten "sehen", die Rückseite liegt innerhalb des Objekts und ist damit durch andere Vorderseiten verdeckt.

Bei einem Kubus sind beispielsweise maximal 3 Seiten gleichzeitig sichtbar, die anderen Seiten sind vom Betrachter abgewandt. Es ist somit überflüssig, die Rückseiten (englisch "backfaces") zu zeichnen, da diese von anderen Flächen verdeckt werden.

Ist eine Fläche sichtbar, werden anschließend die weiteren Schritte der Grafikpipeline durchlaufen. Ist die Fläche nicht zu sehen, durchläuft sie keine weiteren Schritte, wird also verworfen.

Das Backface Culling sollte, um den Gesamtprozess möglichst effizient zu gestalten, möglichst früh angewendet werden. Oftmals ist es der erste Schritt einer Grafikpipeline.
(Quelle: Wikipedia)