3D компьютерная графика , иногда называемая CGI , 3DCGI или трехмерная компьютерная графика (в отличие от 2D компьютерной графики ), представляет собой графику, в которой используется трехмерное представление геометрических данных (часто декартовых ), которые хранятся в компьютере для целей выполнение расчетов и рендеринг 2D изображений . Полученные изображения могут быть сохранены для последующего просмотра (возможно, в виде анимации ) или отображены в режиме реального времени . В отличие от 3D-пленки и подобных технологий, результат получается двухмерным, без иллюзии твердости.
Трехмерная компьютерная графика основана на многих из тех же алгоритмов , что и двухмерная компьютерная векторная графика в каркасной модели и двухмерная компьютерная растровая графика в окончательном отображении. В программном обеспечении для компьютерной графики 2D-приложения могут использовать 3D-методы для достижения таких эффектов, как освещение , и аналогичным образом 3D может использовать некоторые методы 2D-рендеринга.
Объекты в трехмерной компьютерной графике часто называют трехмерными моделями . В отличие от визуализированного изображения, данные модели содержатся в файле графических данных. 3D-модель — это математическое представление любого трехмерного объекта; модель технически не является графикой , пока она не отображается. Модель можно отобразить визуально в виде двухмерного изображения с помощью процесса, называемого 3D-рендерингом , или ее можно использовать в неграфических компьютерных симуляциях и расчетах. С помощью 3D-печати модели визуализируются в фактическое трехмерное физическое представление самих себя с некоторыми ограничениями в отношении того, насколько точно физическая модель может соответствовать виртуальной модели.[1]
Уильяму Феттеру приписывают введение термина « компьютерная графика » в 1961 году [2] [3] для описания его работы в Boeing . Одним из первых проявлений компьютерной анимации был Futureworld (1976), который включал анимацию человеческого лица и руки, которая первоначально появилась в экспериментальном короткометражном фильме 1971 года A Computer Animated Hand , созданном студентами Университета Юты Эдвином Кэтмаллом и Фредом Парком . . [4]
Программное обеспечение для трехмерной компьютерной графики начало появляться для домашних компьютеров в конце 1970-х годов. Самый ранний известный пример — 3D Art Graphics , набор эффектов компьютерной 3D-графики, написанный Кадзумасой Митадзавой и выпущенный в июне 1978 года для Apple II . [5] [6]
Модель описывает процесс формирования формы объекта. Двумя наиболее распространенными источниками 3D-моделей являются те, которые художник или инженер создает на компьютере с помощью какого-либо инструмента 3D-моделирования , и модели, отсканированные в компьютер из объектов реального мира (некоторые популярные полигональное моделирование, патч-моделирование и NURBS-моделирование). инструменты, используемые в 3D-моделировании). Модели также могут создаваться процедурно или посредством физического моделирования . По сути, 3D-модель формируется из точек, называемых вершинами, которые определяют форму и формируют многоугольники . Многоугольник — это область, образованная как минимум тремя вершинами (треугольник). Многоугольник из n точек является n-угольником. [7]Общая целостность модели и ее пригодность для использования в анимации зависят от структуры полигонов.