3D-grafiikka
Wikipedia
3D-grafiikka eli kolmiulotteinen grafiikka (engl. three dimensional) on tietokonegrafiikkaa, joka on sisäisesti mallinnettu kolmen tilaulottuvuuden suhteen. 3D-grafiikka kuitenkin yleensä esitetään kaksiulotteiselle kuvapinnalle projisoituna.
Tyypillisiä 3D-grafiikan sovellusalueita ovat mm.
- Tietokoneavusteinen suunnittelu
- Kuvitus mm. aikakauslehdissä ja televisiossa sekä itsenäinen kuvataide
- Tietokone- ja videopelit
- Elokuvat ja TV-ohjelmat
3D-grafiikka on yleensä vektorigrafiikkaa, jossa tyypillinen peruselementti on kolmio tai muu monikulmio. Parhaimmat 3D-mallinnusohjelmistot käsittelevät pintoja, joita ei ole monikulmioitu, vaan pinta määräytyy käyrien perusteella.
Pintojen esittämisessä voidaan yleensä käyttää myös bittikarttagrafiikkaa. 3D-grafiikka voi koostua myös janoista, käyrämäisistä primitiiveistä tai kolmiulotteisten perusprimitiivien yhdistelmistä.
On myös olemassa kolmiulotteista bittikarttagrafiikkaa, niin sanottua vokseligrafiikkaa, jossa peruselementtinä on neliömäisen pikselin sijaan kuutiomainen vokseli. Kolmiulotteista bittikarttagrafiikkaa käytetään erityisesti radiologiassa lääketieteelliseen kuvantamiseen.
[muokkaa] Renderöintitapoja
Kolmiulotteisen grafiikan automaattista piirtoa esimerkiksi kaksiulotteiselle pinnalle sanotaan 3D-renderöinniksi. Tämä tarkoittaa esimerkiksi kappaleen varjostusta siten, että syntyy vaikutelma kolmiulotteisuudesta. Renderöintitekniikat vaihtelevat etenkin sen mukaan, kuinka kauan aikaa ja laitteistoresursseja yksittäisen kuvan piirtoon on käytettävissä.
Reaaliaikainen perustuva 3D-animaatio, jota käytetään esimerkiksi tietokonepeleissä ja demoissa, vaatii yksittäisen kuvan piirtoa sekunnin murto-osassa. Tämän vuoksi piirtomenetelmät ovat melko suoraviivaisia ja polygonipohjaisia, jossa kaarevat pinnat yritetään approksimoida suurella määrällä polygoneja. Näille piirtoalgoritmeille on tehokkaita laitteistotason toteutuksia suuressa osassa nykyaikaisista näytönohjaimista. Kaksi tunnetuinta rajapintaa reaaliaikaisen grafiikan renderöintiin ovat OpenGL ja Direct3D.
Elokuvateollisuudessa ja kuvituksessa näyttävyys on tärkeämpi tekijä kuin piirtonopeus, joten saatetaan käyttää laskennallisesti vaativampia menetelmiä.
Suunnitteluohjelmistoissa mallintamiseen käytettävät ohjelmistot vaativat pinnoilta hyvää tarkkuutta. Parhaimmat ohjelmistot laskevat pinnat käyrien perusteella NURBS-pintoina. Jotkut ohjelmistot kykenevät myös reaaliaikaiseen toimintojen mallintamiseen.
