Termin laajimmassa määritelmässä 3D kuvaisi mitä tahansa esinettä, joka esiintyy suorakulmaisessa kolmiakselisessa koordinaattijärjestelmässä. Jos tämä kuulostaa hieman tekniseltä, älä pelkää – selvitämme asian heti.
Mikä on 3D?
Itse asiassa karteesinen koordinaattijärjestelmä on hieno tapa kuvata X- ja Y-akseleita, jotka me kaikki tiedämme lukion geometriasta (ajatellen graafista paperia). Muistatko, kun teit pieniä kaavioita, joissa X-akseli oli vaakasuora ja Y-akseli pystysuorassa, eikö niin? Asiat ovat melko samat 3D-maailmassa, yhtä poikkeusta lukuun ottamatta – siellä on kolmas akseli: Z, edustaa syvyyttä. Joten määritelmän mukaan mikä tahansa objekti, joka voidaan esittää kolmiakselisessa järjestelmässä, on 3D. Mutta se ei ole koko tarina.
3D suhteessa tietokonegrafiikkaan
Todennäköisesti luet tätä, koska olet ainakin ohimenevä kiinnostunut 3D:stä, kuten sitä kutsutaan tietokonegrafiikkateollisuudessa, joka sisältää elokuvan, television, mainonnan, suunnittelun ja videopelien kehittämisen. Muutamia avainkohtia 3D-tietokonegrafiikasta:
- 3D-avaruuden perusmääritelmä pysyy samana: Kaikki X-, Y- ja Z-akseleista pätee edelleen, mutta siinä on yksi varoitus. Vaikka todellisia 3D-objekteja fyysistä olemassa kolmessa ulottuvuudessa, tietokonegrafiikan digitaalisessa maailmassa 3D-objektit voidaan esittää vain matemaattinen.
- 3D-mallit: Mitä tahansa kohteen esitystä digitaalisessa avaruudessa kutsutaan a 3d malli. Jos katsoisit 3D-perusmallin muodostavaa raakatietoa, se olisi yksinkertaisesti (tai ei niin yksinkertaista) kokoelma datapisteitä, jotka merkitsevät tuhansia tai miljoonia erilaisia koordinaatteja suorakulmaisessa avaruudessa.
- Ohjelmisto laskee: Taiteilijoiden onneksi 3D-ohjelmisto hoitaa suurimman osan vaikeasta matematiikasta. 3D-ohjelmistopaketin, kuten Autodesk 3ds Max tai Maya, graafisessa käyttöliittymässä 3D-mallit tulkitaan ja esitetään visuaalisesti geometrisina objekteina, jotka koostuvat reunoista, kärjeistä ja monikulmiopinnoista. Useimmissa ohjelmistoympäristöissä on sisäänrakennetut reaaliaikaiset renderöintikoneet, jotka voivat hahmontaa 3D-malleja, joissa on puolirealistinen valaistus, varjot ja pintakuviot.
Lisää Z-akselista
Koska Z-akseli on 3D-avaruuden olennainen ominaisuus, katsotaanpa tarkemmin, mitä «Z» todella tarkoittaa 3D-ohjelmistoympäristössä. Z-koordinaatilla voidaan mitata neljä asiaa 3D-tietokonegrafiikassa:
- Objektin syvyys kooltaan. Kuten, 5 yksikköä leveä, 4 yksikköä korkea ja 3 yksikköä syvä.
- Objektin sijainti suhteessa alkuperään. Jokaisen 3D-kohtauksen origo on (0,0,0) kolmannella numerolla tavallinen olla «Z». On olemassa muutamia pienempiä 3D-paketteja, jotka käyttävät Z:tä pystyakselina, mutta nämä tapaukset ovat harvinaisia.
- Objektin etäisyys renderoidusta kamerasta, joka tunnetaan tietokonegrafiikassa nimellä z-depth. Z-Depthiä käytetään usein syväterävyystehosteiden soveltamiseen jälkituotannossa, ja videopeleissä sitä käytetään yksityiskohtien optimointiin.
- Z-kiertoakseli. Esimerkiksi kamerasta poispäin vierivä pallo pyörisi negatiivista Z-akselia pitkin.
3D suhteessa elokuvaan/elokuvaan
Sana 3D tarkoittaa jotain aivan muuta, kun sitä käytetään viitaten 3D-elokuviin (sellaisia, joissa sinun on käytettävä silmälaseja ja varmistettava, että ojennat kätesi ja yrität koskettaa ruudulta ponnahtavia asioita). 3D-elokuvat voivat ja usein sisältää 3D-tietokonegrafiikkaa, mutta on paljon perinteisesti kuvattuja, ei-CG-elokuvia, jotka ovat hyötyneet 3D-elokuvan viimeaikaisesta elpymisestä. 3D:n määrittelevä piirre elokuvissa (ja nyt myös kotiteatterissa) on se, että elokuvantekijöiden on käytettävä jotakin keinoa huijata ihmisen visuaalinen järjestelmä illusoriseen syvyyden havaintoon.
- Binokulaarinen epätasa-arvo: Avain ihmisen syvyyshavaintoon liittyy kaikkeen siihen tosiasiaan, että jokainen silmämme lähettää hieman erilaisen kuvan aivoihin. Aivomme saavat käsityksen etäisyydestä tulkitsemalla eroa vasemman ja oikean silmän kuvassa. Tätä kutsutaan binokulaariseksi eroksi.
Täydellinen keskustelu 3D-illuusion herättämisestä henkiin voi olla melko pitkäveteistä, eikä tämä ole oikea foorumi sille. Annamme sinulle lopullisen määritelmän, joka toimii perustana sille, miten 3D-elokuvia tehdään nykyään. - stereoskopia: Luodakseen syvyyden illuusion elokuvantekijöiden oli kehitettävä tapoja jäljitellä binokulaarista epätasa-arvoa. Tavallinen tapa saavuttaa tämä on käyttää kaksois- tai vuorottelevia projisointijärjestelmiä yhdessä polarisoitujen linssien kanssa, jotka varmistavat, että vasen ja oikea silmä saavat aina hieman erilaisen näkymän. Tätä kutsutaan stereoskopiaksi, mistä johtuu termi stereoskooppinen 3D.
Toivottavasti sinulla on tässä vaiheessa hieman enemmän tietoa tietokonegrafiikkaan ja elokuviin liittyvästä 3D:stä. Olemme sijoittaneet tämän artikkelin runkoon joitain linkkejä, jotka selittävät joitakin esitellyistä käsitteistä yksityiskohtaisemmin.