Czym jest grafika komputerowa 3d?

Grafika 3D (grafika trójwymiarowa – ang. three-dimensional graphics) jest to jedna z dziedzin grafiki komputerowej. Grafika trójwymiarowa zajmuje się przede wszystkim wizualizacją obiektów trójwymiarowych.

Geometria obrazów trójwymiarowych może być przedstawiana na kilka sposobów:

• siatka wielokątów – sposób ten przedstawia obiekt budowany z płaskich wielokątów (najczęściej są to czworokąty i trójkąty). Wielokąty posiadają wspólne wierzchołki i krawędzie. W ten sposób tworzymy proste bryły oraz, jeżeli siatka jest bardzo gęsta skomplikowane obiekty.

• voxele – drugi sposób polega na tworzeniu obiektu z elementarnych sześcianów (trójwymiarowych pikseli). Grafika 3D wykorzystuje ten typ projektowania głównie w diagnostyce medycznej. Uzyskując przekroje (obrazy bitmapowe) ciała pacjenta, tworzony jest trójwymiarowy model.

• opis matematyczny – trzeci ze sposobów, który wykorzystuje grafika 3D polega na określaniu obiektów równaniami matematycznymi. Mogą do nich należeć na przykład kule, różne płaszczyzny czy też bardzo użyteczne i często stosowane powierzchnie parametryczne (płaty powierzchni) takie jak powierzchnie Beziera, Hermite’a czy NURBS

Obrazy trójwymiarowe pozyskiwane są również ze świata rzeczywistego. Za pomocą na przykład tomografów komputerowych, trójwymiarowych skanerów, zdjęć satelitarnych oraz zdjęć stereoskopowych. W animacji komputerowej bardzo często stosowana jest technika tak zwana motion capture. Techika ta polega na nagrywaniu ruchu człowieka poprzez umieszczenia w kluczowych punktach ciała czujników położenia. Czujniki umieszcza się na rękach, nogach, głowie i karku. Sposób ten umożliwia nadawanie animacjom komputerowych naturalnych ludzkich ruchów, które trudne byłyby do uzyskania bez wykorzystania techniki motion capture.

Grafika 3D umożliwia również modelowania skomplikowanych efektów takich jak dym, ogień, śnieg czy deszcz, oraz obiektów takich jak chmury, góry czy drzewa. Ze względu na to, że większość urządzeń komputerowych wyświetla obrazy dwuwymiarowe, grafika 3D związana jest z geometrią wykreślaną. Najczęściej w zastosowaniach inżynierskich, trójwymiarowe obrazy przedstawiane są w rzucie prostokątnym, w pozostałych w rzucie perspektywicznym. Rzut perspektywiczny podobny jest do obrazów przedstawianych na fotografiach oraz w systemie wzrokowym człowieka.

Grafika 3D tworzona jest przede wszystkim w technice rastrowej, technika wektorowa używana jest głównie do przedstawiania obrysów i szkiców.

Istnieją również metody, które pozwalają nam na bardzo dokładne zaprezentowanie obiektów trójwymiarowych, są one jednak bardzo kosztowne obliczeniowo. Natomiast metody cieniowania obiektów, tworzenia cieni czy też odbić zwierciadlanych najczęściej wykorzystywane są w grach komputerowych. W przypadku tworzenia animacji, bardzo ważne jest zachowanie naturalności ruchu obiektów. Grafika 3D cały czas rozwija się a szybki postęp technologiczny sprawia, że stoi na coraz wyższym poziomie. Oprogramowanie do tworzenia grafiki 3d jest różnorodne, najpopularniejsze programy to: 3D Studio Max, Amapi 3D, Blender, Maya, Poser.