3D
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3D oder 3-D (laut Rechtschreibduden richtige Schreibweise) ist eine verbreitete Abkürzung für dreidimensional.
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[Bearbeiten] Grundlagen
Ein Objekt in 3-D darzustellen bedeutet, jeden Punkt dieses Objekts und seine Position im Raum mit drei Vektoren abzubilden, die die Koordinaten im dreidimensionalen Raum festlegen. Das Koordinatensystem wird dann folgendermaßen bezeichnet:
- (x, y, z) – für Kartesisches Koordinatensystem
- (r, θ, φ) – für Kugelkoordinaten
und speziell für zweidimensionale Koordinatensysteme mit einer zusätzlichen Höhenordinate:
- (B, L, H) – wobei B, L geografische Koordinaten bedeuten
- (X, Y, H) – mit X, Y als Gauß-Krüger-Koordinaten
[Bearbeiten] 3-D, 4-D, 2,5-D
Der Begriff 3-D wird überwiegend bei der trigonometrischen Berechnung und Herstellung von räumlichen Volumenmodellen verwendet.
Ein dreidimensionales Modell, das zusätzlich noch durch eine Zeitachse definiert wird nennt man 4D-Modell. Dieser Begriff wird sowohl in der Physik für die Raumzeit, als auch im übertragenen Sinne für Computermodelle und Animationen verwendet.
Bei Angaben in 3-D Koordinaten kann es sich allerdings auch um eine zweidimensionale Fläche mit einer Zeitangabe handeln – etwa bei einer Zeitreihe von Bildern, Fotomontagen, in Dateien etc. Statt der Zeit kann die dritte Koordinate auch eine andere Eigenschaft besitzen, z. B. ein Farbkanal einer Bildserie oder eines Satellitenbilds der Erde:
- (X, Y, i)
Linienmodelle werden in der Regel durch Punkte mit je zwei Koordinaten beschrieben, die sich auf einer Ebene mit der Höhenordinate Z=0 befinden. Durch die zusätzliche Definition eines Hochzugswertes durch den die Linie zusätzlich eine Höhe in Richtung der Z-Achse erhält kann man jedoch aus einem zweidimensionalen Linienmodell sehr einfach ein räumliches Modell erzeugen. Da die Verschneidung der Hochzugslinien jedoch nicht mathematisch-geometrisch klar definiert ist und es daher zu unerwarteten optischen Effekten kommen kann, werden diese Modelle als 2,5-D oder zweieinhalbdimensional bezeichnet.
[Bearbeiten] Simulation von Dreidimensionalität
Viele abbildungsspezifischen Probleme und die Orientierung im Raum können durch die räumliche Wahrnehmung des Menschen gelöst werden, die darauf beruht, dass durch den Abstand der Augen zwei unterschiedliche ebene Bilder auf der Netzhaut zu einem Bild mit einer räumlichen Tiefe (Z) zusammengesetzt werden, mit deren Hilfe wir den Vordergrund vom Hintergrund unterscheiden können.
- Perspektive ist die Lehre von der dreidimensionalen Darstellung, die durch die proportionale Verjüngung entfernt liegender Objekte und die vergrößerte Darstellung von Vordergrundobjekten entsteht. Das ermöglicht es mit grafischen Mitteln auf einer zweidimensionalen Fläche ein räumlich wirkendes Bild zu erzeugen. 3D-Computergrafik bzw. 3D-Grafik-Software nutzen diese Möglichkeit mit vektorbasierten Rechenprogrammen, die aus 3-D-Ordinaten ein räumliches Bild auf dem Grafikbildschirm erzeugen.
- Ein 3D-Bild in der dreidimensionale Fotografie, stereoskopisches Bild beziehungsweise 3D-Film, dreidimensionaler Film: Betrifft die Aufnahme und Wiedergabe von Bildern oder Filmen, die einen räumlichen Eindruck vermitteln, wird jedem Auge nur das entsprechende Teilbild dargeboten, beispielsweise durch 3D-Brillen auf Basis von Anaglyphen oder Polarisation oder Shuttertechnik ein Bild in zwei Signalwege getrennt.
- Dreidimensionaler Ton: die räumliche ortbare Wiedergabe von Tönen, zum Beispiel durch mehrere Lautsprecher, die ähnliche Positionen einnehmen wie die Mikrofone bei der Aufnahme (Stereo, Quadrophonie, Surround Sound 5+1, 6+1), oder über Kopfhörer bei der Kunstkopf-Stereofonie. Das zugrundeliegende Prinzip ist dasselbe wie bei den Augen: Aus Signalunterschieden der beiden Ohren rekonstruiert das Gehirn Räumlichkeit.
- 3-D-drucken oder Prototyping stellt eine neue Methode dar, echte 3-D-Modelle mithilfe von Materialdruckern aus 3-D-Daten zu erzeugen.
[Bearbeiten] Weblinks
