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.
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.
Двоичное разбиение пространства — метод рекурсивного разбиения евклидова пространства в выпуклые множества и гиперплоскости. В результате объекты получают представление в виде структуры данных, называемой BSP-деревом.
Затенение по Фонгу — модель расчёта освещения трёхмерных объектов, в том числе полигональных моделей и примитивов, а также метод интерполяции освещения по всему объекту.
Полигональная сетка — это совокупность вершин, рёбер и граней, которые определяют форму многогранного объекта в трёхмерной компьютерной графике и объёмном моделировании. Гранями обычно являются треугольники, четырёхугольники или другие простые выпуклые многоугольники (полигоны), так как это упрощает рендеринг, но сетки могут также состоять и из наиболее общих вогнутых многоугольников[прояснить], или многоугольников с отверстиями.
Изоповерхность — это трёхмерный аналог изолинии, то есть поверхность, представляющая точки с постоянным значением в некоторой части пространства. Другими словами, это множество уровня непрерывной функции, областью определения которой является трёхмерное пространство.
Marching Squares — алгоритм в компьютерной графике, который генерирует изолинии на двухмерном скалярном поле.
Объёмный рендеринг — техника, используемая для получения плоского изображения трехмерного дискретного набора данных.
Metaball — n-мерный объект в компьютерной графике, представляющий собою замкнутую сглаженную поверхность. Техника рендеринга метасфер была изобретена Джимом Блинном в начале 1980-х годов.
О́блако то́чек — набор вершин в трёхмерной системе координат. Эти вершины, как правило, определяются координатами X, Y и Z и, как правило, предназначены для представления внешней поверхности объекта.
Шестиуго́льный парке́т или шестиугольная мозаика — замощение плоскости равными правильными шестиугольниками, расположенными сторона к стороне.
Граф Дезарга — дистанционно-транзитивный кубический граф с 20 вершинами и 30 рёбрами. Назван в честь Жерара Дезарга. Возникает в некоторых комбинаторных построениях, имеет высокую степень симметрии, это единственный известный непланарный кубический частичный куб и применяется в химических базах данных.
Конфигурация Дезарга — конфигурация десяти точек и десяти прямых, в которой каждая прямая содержит три точки конфигурации, и через любую точку проходят три прямых. Конфигурация названа в честь Жерара Дезарга и она тесно связана с теоремой Дезарга, которая доказывает существование таких конфигураций.
Конфигурацией Мёбиуса или тетраэдрами Мёбиуса называется конфигурация в евклидовом пространстве или проективном пространстве, состоящая из двух взаимно вписанных тетраэдров — каждая вершина одного тетраэдра лежит на плоскости, проходящей через грань другого тетраэдра и наоборот. Таким образом, в результирующей системе восьми точек и восьми плоскостей каждая точка лежит на четырёх плоскостях, и каждая плоскость содержит четыре точки.
В теории графов части́чный куб — это подграф гиперкуба, сохраняющий расстояния — расстояние между любыми двумя вершинами подграфа то же самое, что и в исходном графе. Эквивалентно, частичный куб — это граф, вершины которого можно пометить битовыми строками одинаковой длины, так что расстояние между двумя вершинами в графе равно расстоянию Хэмминга между этими двумя метками. Такая разметка называется разметкой Хэмминга и она представляет изометричное вложение частичного куба в гиперкуб.
Вложение Татта простого вершинно 3-связного планарного графа — вложение без пересечений с рёбрами в виде отрезков с дополнительными свойствами, что внешняя грань имеет выпуклый многоугольник в качестве границы и что каждая внутренняя вершина является геометрическим центром соседей. Если внешний многоугольник фиксирован, это условие на внутренние вершины определяет их положения однозначно как решение системы линейных уравнений. Решение уравнений даёт планарное вложение. Теорема Татта «о резиновой укладке» утверждает, что в единственном решении никогда нет пересечений рёбер и, что более строго, что любая грань получающегося планарного вложения выпукла. Вложение называется «резиновым», поскольку такое вложение может быть найдено как равновесное положение системы пружин или резиновых ремней, представляющих рёбра графа.
Алгоритм Катмулла — Кларка — это техника, используемая в компьютерной графике для создания гладких поверхностей путём моделирования подразделения поверхности. Алгоритм разработали Эдвин Катмулл и Джеймс Кларк в 1978 как обобщение бикубических однородных B-сплайновых поверхностей для произвольной топологии. В 2005 году Эдвин Катмулл получил премию Американской академии за технические достижения вместе с Тони Дероузом и Джосом Стэмом за их разработки в области подразделения поверхностей.
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.
Моделирование твёрдого тела — это непротиворечивый набор принципов математического и компьютерного моделирования трёхмерных объектов. Моделирование твёрдого тела отличается от близких областей, геометрического моделирования и компьютерной графики, упором на физическую точность. Принципы геометрического моделирования и моделирования твёрдого тела вместе образуют основу систем автоматизированного проектирования трёхмерных тел и, как правило, поддерживают создание, визуализацию, анимацию, вычисление и аннотацию численных свойств модели физических объектов. На протяжении статьи будем употреблять термины «твёрдое тело», «сплошное тело» и «трёхмерное тело» как синонимы.
