В самом широком определении этого термина 3D будет описывать любой объект, который встречается в трехосной декартовой системе координат. Если это звучит немного технично, не бойтесь — мы сразу все проясним.
Что такое 3D?
Декартова система координат — это в основном причудливый способ описания осей X и Y, с которыми мы все знакомы по геометрии средней школы (подумайте на диаграмме).
Вы помните, как создавали маленькие графики и диаграммы с горизонтальной осью X и вертикальной осью Y, верно? В мире 3D все очень похоже, за одним исключением — есть третья ось: Z, которая представляет глубину .
Таким образом, по определению, любой объект, который может быть представлен в трехосной системе, является трехмерным. Но это не вся история, конечно.
3D по отношению к компьютерной графике
Скорее всего, вы читаете это, потому что у вас есть хотя бы мимолетный интерес к 3D, как это упоминается в индустрии компьютерной графики , которая включает в себя кино, телевидение, рекламу, разработку и разработку видеоигр.
Несколько ключевых моментов в компьютерной 3D-графике:
- Базовое определение трехмерного пространства остается прежним: все, что касается осей X, Y и Z, остается верным, но есть одна загвоздка. В то время как реальные трехмерные объекты физически существуют в трех измерениях, в цифровом мире компьютерной графики трехмерные объекты могут быть представлены только математически .
- 3D-модели. Любое представление объекта в цифровом пространстве называется 3D-моделью . Если бы вы взглянули на необработанную информацию, которая составляет базовую трехмерную модель , она просто (или не так просто) была бы набором точек данных, которые отмечают тысячи или миллионы различных координат в декартовом пространстве.
- Программное обеспечение выполняет математические функции: К счастью для художников, 3D-программное обеспечение имеет дело с большинством сложных математических задач. В графическом пользовательском интерфейсе трехмерного программного пакета, такого как Autodesk 3ds Max или Maya, трехмерные модели автоматически интерпретируются и визуально представляются как геометрические объекты, состоящие из ребер, вершин и многоугольных граней. Большинство программных сред имеют встроенные механизмы рендеринга в реальном времени, способные отображать 3D-модели с полуреалистичным освещением, тенями и текстурами.
Больше на оси Z
Поскольку ось Z является такой важной характеристикой трехмерного пространства, давайте подробнее рассмотрим, что на самом деле означает «Z» в программной среде 3D. Координата Z может использоваться для измерения четырех вещей в 3D компьютерной графике:
- Глубина объекта с точки зрения размера. Как, в 5 единиц в ширину, 4 единицы в высоту и 3 единицы в глубину .
- Расположение объекта по отношению к источнику. Начало в любой трехмерной сцене — (0,0,0) с третьим числом, обычно являющимся «Z». Есть несколько небольших 3D-пакетов, которые используют Z в качестве вертикальной оси, но такие случаи редки.
- Расстояние объекта от визуализированной камеры, известное в компьютерной графике как z-глубина. Z-Depth часто используется для применения эффектов глубины резкости в постпроизводстве, а в видеоиграх — для оптимизации уровня детализации.
- Ось Z вращения . Например, шар, катящийся от камеры, называется вращением вдоль отрицательной оси Z.
3D в отношении кино / кино
Слово «3D» означает нечто совершенно иное, если его использовать в отношении 3D-фильмов (то, что требует от вас ношения очков и того, что вы хотите протянуть руку и прикоснуться к вещам, появляющимся на экране). 3D-фильмы могут иметь, и часто имеют, аспект компьютерной графики 3D, однако существует множество традиционно снятых фильмов без компьютерной графики, которые воспользовались недавним возрождением 3D-кинематографа.
Определяющей характеристикой 3D, как мы думаем об этом в кинотеатре (а теперь и в домашнем кинотеатре ), является то, что создатели фильма должны использовать некоторые средства, чтобы обмануть зрительную систему человека в иллюзорном восприятии глубины.
- Бинокулярное неравенство . Ключ к человеческому восприятию глубины связан с тем фактом, что каждый из наших глаз посылает немного другое изображение в мозг. Наш мозг получает восприятие расстояния, интерпретируя разницу в изображении от левого и правого глаза. Это известно как бинокулярное несоответствие.
- Полное обсуждение того, как трехмерная иллюзия воплощается в жизнь, может быть довольно многословным, и этот форум не подходит для этого. Мы дадим вам одно окончательное определение, которое послужит основой для создания современных 3D-фильмов.
- Стереоскопия: чтобы создать иллюзию глубины, кинематографистам пришлось разработать способы имитации бинокулярного неравенства . Общим средством для достижения этого является использование двойных или чередующихся проекционных систем в сочетании с поляризованными очками, которые гарантируют, что левый и правый глаз всегда получат немного отличающееся изображение. Это известно как стереоскопия , отсюда и термин стереоскопическое 3D .
Надеемся, что к этому моменту вы немного лучше разбираетесь в 3D, поскольку это касается компьютерной графики и фильмов. Мы включили некоторые ссылки в основной части этой статьи, которые объясняют некоторые концепции, представленные более подробно.