Kolmemõõtmeline arvutigraafika

Kolmemõõtmeline arvutigraafika (ka ruumiline arvutigraafika, 3D-graafika) on stereopilt, kolmemõõtmeline graafika, kolmemõõtmeliste objektide loomine, kuvamine ja töötlemine arvutis. 3D-graafika põhineb vektorgraafikal. Kolmemõõtmelised CAD ja graafikaprogrammid võimaldavad luua objekte XYZ-teljestikus (pikkus, laius, kõrgus). Neid saab pöörata ja vaadelda suvalise nurga all, samuti proportsionaalselt suurendada või vähendada (skaleerida). Objekte saab ka soovitud nurga all valgustada ja tekitada neile varje.

3D-graafika on arvutikeskkonnas tarkvaraprogrammide abil kolmemõõtmelisuse simuleerimine. Näiteks arhitektid ja disainerid kasutavad 3D-tarkvara realiseeritavate objektide tööjooniste valmistamiseks.

3D-graafika objektid on digitaalsed objektid, nad on olemas arvulisel kujul. Kõik, mida me arvutiekraanil näeme, on tegelikult matemaatiliste valemite visualiseering. Digiteerimine tähendab kõikvõimalike omaduste teisendamist numbriliseks väärtuseks. Digiteerimine toimub kahes astmes: info märgistatakse teatud tihedusega, regulaarsete vahedega ja seejärel antakse igale ühikule väärtus. Iga digitaalne objekt koosneb standardselt kirjeldatud ühikutest. Ühikuid saab uuendada ja nende omadusi muuta ülejäänud ühikuid mõjutamata. Digitaalses keskkonnas produtseeritavast objektist on vaja defineerida ainult olulised sõlmpunktid ning nende punktide vahele jääva info produtseerib arvuti reaalajas.

Omadused, mis füüsilises maailmas on erinevast materjalist, on digitaalses keskkonnas ühest materjalist. Erinevate tekstuuride (materjali visuaalsete imitatsioonide) kasutamine digitaalses ruumis on seega sisuliselt mõttetu. Ometi kulutatakse materiaalsuse simuleerimisele 3D-graafikas tohutult vahendeid, see on keskmiselt kolm korda aeganõudvam tegevus kui modelleerimine. Omadused, mida inimene tajub erinevatena, on digitaalses meedias kirjeldatud samal viisil – numbriliselt. See digitaalsuse põhiomadus mõjutab visuaalset realismi arvutigraafikas. Iga erinev dimensioon – detail, värv, kuju, liikumine – muudetakse arvude jadaks. Saavutatav realismi aste on kirjeldatav arvudes. Need numbrid (värvisügavus, tahkude arv, kaadreid sekundis) on argumendiks graafikakaartidele, kuvaritootjatele, aga ka tarkvaralahendustele. 3D-objekti realismi astet määrab näiteks tahkude (polügoonide) hulk. Resolutsioon, mis näitab digitaalsuse fotorealismi astet, tähendab aga ka selle hinda. Suur hulk firmasid tegeleb mudelite tootmise ja müügiga. Ühest ja samast objektist on võimalik osta erineva detailsuse astmega mudeleid – mida põhjalikum, seda kallim. Arvutite mälumaht, protsessorite kiirus – mida realistlikum pilt, seda enam see maksab. Seetõttu lükkavad võidujooksu fotorealismi suunas tagant nii arvuti- kui ka tarkvaratootjad. Arvutikasutajad maksavad ühenduse kiiruse eest – võimaluse eest vaadata kiiremini ja realistlikumaid kujutisi.

Ajalugu

William Fetter oli esimene, kes võttis kasutusele mõiste "arvutigraafika" 1961. aastal, et kirjeldada oma tööd Boeingus. Üks esimesi arvutianimatsioone oli "Futureworld" (1976), mis sisaldas animatsiooni inimese näost ja käest (autorid Ed Catmull ja Fred Parke Utah' Ülikoolist).

Ülevaade

3D-arvutigraafika loomise protsessi moodustavad järgmised põhietapid:

• 3D-modelleerimine, mis kirjeldab objekti kuju ja moodustamise protsessi;
• animatsioon ja paigutus, mis kirjeldab objekti liikumise ja paigutuse stseeni suhtes, ja
• 3D-renderdus, mis toodab objektist pildi.

Vaata ka

• Kolmemõõtmeline modelleerimine

Välislingid

• Tartu Kunstikooli 3D eriala