3D in Computergrafik und Film definiert

In der weitesten Definition des Begriffs würde 3D jedes Objekt beschreiben, das in einem dreiachsigen kartesischen Koordinatensystem auftritt. Wenn das ein bisschen technisch klingt, keine Angst – wir klären es sofort.

Was ist 3D?

Ein kartesisches Koordinatensystem ist im Grunde eine schicke Art, die X- und Y-Achsen zu beschreiben, die wir alle aus der High-School-Geometrie kennen (denken Sie an Millimeterpapier).

Sie erinnern sich, kleine Grafiken und Diagramme mit horizontaler X-Achse und vertikaler Y-Achse erstellt zu haben, richtig? In der 3D-Welt sind die Dinge sehr ähnlich, mit einer Ausnahme – es gibt eine dritte Achse: Z, was für Tiefe steht.

Per Definition ist jedes Objekt, das auf einem Dreiachsensystem dargestellt werden kann, 3D. Aber das ist nicht die ganze Geschichte.

3D in Bezug auf Computergrafik

Wahrscheinlich lesen Sie dies, weil Sie zumindest ein vorübergehendes Interesse an 3D haben, wie es in der genannt wird Computergrafikindustrie, das Film, Fernsehen, Werbung, Technik und Entwicklung von Videospielen umfasst.

Einige wichtige Punkte zur 3D-Computergrafik:

• Die grundlegende Definition des 3D-Raums bleibt gleich: Alles an der X-, Y- und Z-Achse gilt immer noch, aber es gibt einen Haken. Während reale 3D-Objekte physisch existieren in drei Dimensionen, in der digitalen Welt der Computergrafik können 3D-Objekte nur dargestellt werden mathematisch.
• 3D-Modelle: Jede Darstellung eines Objekts im digitalen Raum heißt a 3D-Modell. Wenn Sie sich die Rohinformationen ansehen, die eine grundlegende 3D-Modell, wäre es einfach (oder nicht so einfach) eine Sammlung von Datenpunkten, die Tausende oder Millionen verschiedener Koordinaten im kartesischen Raum markieren.
• Die Software macht die Rechnung: Zum Glück für Künstler beschäftigt sich 3D-Software mit den meisten schwierigen Mathematik. Innerhalb der grafischen Benutzeroberfläche von a 3D-Softwarepaket wie Autodesk 3ds Max oder Maya werden 3D-Modelle automatisch interpretiert und als geometrische Objekte aus Kanten, Scheitelpunkten und polygonalen Flächen visuell dargestellt. Die meisten Softwareumgebungen verfügen über integrierte Echtzeit-Rendering-Engines in der Lage, 3D-Modelle mit halbrealistischer Beleuchtung, Schatten und Texturen anzuzeigen.

Mehr zur Z-Achse

Da die Z-Achse ein so wesentliches Merkmal des 3D-Raums ist, schauen wir uns genauer an, was "Z" in einer 3D-Softwareumgebung wirklich bedeutet. Die Z-Koordinate kann verwendet werden, um in der 3D-Computergrafik vier Dinge zu messen:

1. Die Tiefe eines Objekts in Bezug auf die Größe. Wie in, 5 Einheiten breit, 4 Einheiten hoch und 3 Einheiten tief.
2. Der Standort eines Objekts in Bezug auf die Herkunft. Der Ursprung in jeder 3D-Szene ist (0,0,0) mit der dritten Zahl in der Regel "Z" sein. Es gibt einige kleinere 3D-Pakete, die Z als vertikale Achse verwenden, aber diese Fälle sind selten.
3. Die Entfernung eines Objekts von der gerenderten Kamera, in der Computergrafik als Z-Tiefe bekannt. Z-Depth wird häufig verwendet, um Tiefenschärfeeffekte in der Postproduktion anzuwenden, und in Videospielen wird es zur Detailoptimierung verwendet.
4. Die Z-Rotationsachse. Eine Kugel, die von einer Kamera wegrollt, würde beispielsweise entlang der negativen Z-Achse rotieren.

3D in Bezug auf Film/Kino

Das Wort 3D bedeutet etwas ganz anderes, wenn es in Bezug auf 3D-Filme verwendet wird (die Art, die Sie eine Brille tragen und Sie dazu bringen möchten, die Hand auszustrecken und zu versuchen, die Dinge zu berühren, die aus dem Bildschirm herausspringen). 3D-Filme können und haben oft einen Aspekt von 3D-Computergrafik, jedoch gibt es viele traditionell gedrehte Nicht-CG-Filme, die von der jüngsten Wiederbelebung des 3D-Kinos profitiert haben.

Das bestimmende Merkmal von 3D, wie wir es im Kino betrachten (und jetzt im heimkino) besteht darin, dass die Filmemacher das menschliche Sehsystem mit irgendwelchen Mitteln in eine illusorische Tiefenwahrnehmung täuschen müssen.

• Binokulare Disparität: Der Schlüssel zur menschlichen Tiefenwahrnehmung liegt darin, dass unsere Augen jeweils ein etwas anderes Bild an das Gehirn senden. Unser Gehirn leitet eine Wahrnehmung der Entfernung ab, indem es den Unterschied im Bild des linken und rechten Auges interpretiert. Dies wird als binokulare Disparität bezeichnet.
  Eine vollständige Diskussion darüber, wie die 3D-Illusion zum Leben erweckt wird, kann ziemlich langatmig werden, und dies ist nicht das geeignete Forum dafür. Wir geben Ihnen eine abschließende Definition, die als Grundlage dafür dient, wie heute 3D-Filme erstellt werden.
• Stereoskopie: Um die Illusion von Tiefe zu erzeugen, mussten Filmemacher Wege zur Nachahmung entwickeln binokulare Disparität. Das übliche Mittel, um dies zu erreichen, ist die Verwendung von dualen oder alternierenden Projektionssystemen in Verbindung mit Polarisationsbrille, die dafür sorgt, dass das linke und das rechte Auge immer ein leicht unterschiedliches Licht erhalten Bild. Dies ist bekannt als Stereoskopie, daher der Begriff stereoskopisches 3D.

Hoffentlich kennen Sie sich zu diesem Zeitpunkt etwas besser mit 3D in Bezug auf Computergrafik und Film aus. Wir haben im Hauptteil dieses Artikels einige Links eingefügt, die einige der vorgestellten Konzepte ausführlicher erläutern.