Трёхме́рная гра́фика — раздел компьютерной графики, посвящённый методам создания изображений или видео путём моделирования объектов в трёх измерениях.
Компью́терная гра́фика (3D-графика) занимается созданием изображений и искусства с помощью компьютеров. Сегодня компьютерная графика является основной технологией в цифровой фотографии, кино, видеоиграх, цифровом искусстве, дисплеях мобильных телефонов и компьютеров, а также во многих специализированных приложениях. Было разработано множество специализированного оборудования и программного обеспечения, причем большинство устройств оснащено графическим аппаратным обеспечением. Это обширная и недавно развивающаяся область компьютерной науки. Термин был придуман в 1960 году исследователями компьютерной графики Верном Хадсоном и Уильямом Феттером из Boeing. Часто используется сокращение CG или, в контексте кино, компьютерная генерация изображений (CGI). Нехудожественные аспекты компьютерной графики являются предметом исследований в области компьютерных наук.
Ре́ндеринг или отрисо́вка — термин в компьютерной графике, обозначающий процесс получения изображения по модели с помощью компьютерной программы.
Во́ксел — элемент объёмного изображения, содержащий значение элемента растра в трёхмерном пространстве. Воксели являются аналогами двумерных пикселей для трёхмерного пространства. Воксельные модели часто используются для визуализации и анализа медицинской и научной информации.
Эффект Ти́ндаля, рассеяние Ти́ндаля — оптический эффект, релеевское рассеивание света при прохождении светового пучка через оптически неоднородную среду. Обычно наблюдается в виде светящегося конуса, видимого на тёмном фоне.
Компью́терная анима́ция — вид мультипликации, создаваемый при помощи компьютера, в частности, трёхмерной компьютерной графики («CGI-графики»), но не ограничиваясь ею. Хотя компьютеры стали широко применяться в мультипликации ещё с 1980-х годов, термин «компьютерная анимация» в настоящее время обозначает именно трёхмерную CGI-анимацию, в то время как для двухмерной рисованной мультипликации с использованием компьютера применяются другие термины, например, «Flash-анимация» и «GIF-анимация».
LightWave 3D — компьютерная программа, полнофункциональный профессиональный редактор трёхмерной графики, разработанный компанией NewTek. Последние версии предназначены для работы в среде Microsoft Windows и OS X.
Bloom — постэффект в трёхмерной графике, который используется в компьютерных играх и других 3D-приложениях. Эффект используется разработчиками игр для создания эффекта размытости света на ярких гранях сцены, передержку камерой при съёмке, а также для добавления большей кинематографичности изображению.
Попиксельное освещение — термин в преимущественно трёхмерной компьютерной графике, который обозначает определённый ряд методов для вычисления освещения при отрисовке для каждого отдельного пикселя на изображении. В отличие от метода вершинного освещения, метод попиксельного освещения производит более правдоподобные изображения, так как при методе вершинного освещения освещение рассчитывается только для отдельных полигонов (вершин) данного графического объекта, а затем результирующие значения этого расчёта интерполируются для вычисления цвета каждого пикселя, который находится внутри полигона.
Отложенное освещение и затенение, отложенный рендеринг — программная техника (методика) в трёхмерной компьютерной графике, которая обрабатывает освещение и затенение визуальной сцены. В результате работы алгоритма отложенного освещения и затенения процесс вычисления разбивается на меньшие части, которые записываются в промежуточную буферную память и объединяются потом. Главным отличием отложенного освещения и затенения от стандартных методов освещения является то, что эти методы немедленно записывают результат работы шейдера во фреймбуфер цвета. Реализации в современных аппаратных средствах по обработке графики имеют тенденцию использовать множественные цели рендеринга для избежания избыточных трансформаций вершин. Обычно, как только построены все необходимые буферы, они затем считываются из шейдерного алгоритма и объединяются для создания результата. В этом случае вычислительная сложность и полоса пропускания памяти, необходимые для рендеринга сцены, уменьшаются до видимых частей, таким образом уменьшая сложность освещаемой сцены.
Ray casting, рейкастинг, метод «бросания лучей» — один из методов рендеринга в компьютерной графике, при котором сцена строится на основе замеров пересечения лучей с визуализируемой поверхностью. Этот термин впервые использовался в компьютерной графике в 1982 году в публикации Скотта Рота, который применил его для описания метода рендеринга CSG-моделей.
Geometry Instancing — программная техника (методика) в трёхмерной компьютерной графике преимущественно реального времени. Суть Geometry Instancing состоит в визуализации множества копий одной полигональной сетки в трёхмерной сцене за один подход. Эта методика используется, как правило, для множества однотипных объектов на сцене, которые расположены достаточно далеко от виртуальной камеры: деревьев, кустов, травы, одинаковых сооружениях и предметах.
Подповерхностное рассеивание — программная техника (методика) в трёхмерной компьютерной графике, описывающая распространение света через полупрозрачные тела. Суть подповерхностного рассеивания состоит в симуляции распространения света в полупрозрачных сплошных телах. Подповерхностное рассеивание описывает механизм распространения света, при котором свет, проникая внутрь полупрозрачного тела через его поверхность, рассеивается внутри самого тела, многократно отражаясь от частиц тела в случайном направлении и на нерегулярные углы. В итоге свет выходит из объекта в выходной точке, отличной от точки вхождения в объект. Подповерхностное рассеивание играет важную роль в трёхмерной компьютерной графике как реального времени, так и в офлайновых вычислениях. Подповерхностное рассеивание необходимо для корректного рендеринга таких материалов, как мрамор, кожа, молоко, нефрит, воск (парафин) и многие другие.
Объёмный рендеринг — техника, используемая для получения плоского изображения трехмерного дискретного набора данных.
Трассировка пути — методика рендеринга в компьютерной графике, которая стремится симулировать физическое поведения света настолько близко к реальному, насколько это возможно. Трассировка пути является продвинутым частным случаем традиционной трассировки лучей, алгоритм которой трассирует лучи в направлении от виртуальной камеры сквозь пространство; луч «отскакивает» от предметов до тех пор, пока полностью не поглотится или рассеется. Качество изображений, получаемых при помощи метода трассировки пути, как правило, лучше, чем качество изображений, полученных другими методами рендеринга, однако трассировка пути требует гораздо больших затрат вычислительных ресурсов.
Эффект тумана в трёхмерной графике имитирует рассеяние света в тумане. Дальние объекты становятся менее контрастными и приобретают цвет тумана. В ночных сценах туман обычно чёрный, в дневных — белый или голубой, в туманных — белёсый, как настоящий туман.
Метод теневых карт или карт теней — способ моделирования теней в трёхмерной компьютерной графике. Этот способ используется при создании как пререндеренных, так и анимируемых в реальном времени трехмерных сцен и широко применяется в киноиндустрии и компьютерных играх. Концепция теневых карт была введена американским специалистом по компьютерной графике Лэнсом Уильямсом в 1978 году в статье под названием «Отбрасывание изогнутых теней на изогнутые поверхности».
Научная визуализация — это междисциплинарная отрасль науки. Согласно Фриндли, она «главным образом имеет дело с визуализацией трёхмерных явлений, при этом акцент делается на реалистичное изображение объёмов, поверхностей, источников освещения и так далее, возможно, в динамике ». Научная визуализация рассматривает также подмножество методов компьютерной графики, раздела информатики. Целью научной визуализации является графическая иллюстрация научных данных для возможности научным работникам понять, просмотреть и получить представление о данных.
Шэйдинг в компьютерной графике — изображение для восприятия глубины в трехмерных моделях или иллюстрациях с помощью различных уровней темноты.
3D-рендеринг — процесс преобразования 3D-моделей в 2D-изображения на компьютере. 3D-рендеры могут включать в себя фотореалистичные эффекты или нефотореалистичные стили.
Фотография: Пример сумеречных лучей, возникающие во время заката при отражении от верхней части облака
Фотография: Пример эффекта Тиндаля, когда солнечные лучи проходят через туман.
Компьютерная графика: лесная местность в анимационном фильме Big Buck Bunny, отчётливо видны объёмные лучи.
Компьютерная графика: Объемные лучи в игре S.T.A.L.K.E.R.: Чистое небо