La computer grafica 3D concerne la generazione e la visualizzazione di oggetti tridimensionali in uno spazio bidimensionale (ad esempio, lo schermo di visualizzazione). Considerando che i pixel in un grafico a 2 dimensioni hanno le proprietà di posizione, colore e luminosità, un pixel 3D aggiunge una proprietà profondità che indica dove il punto giace su un asse immaginario. Quando molti pixel 3D sono combinati, ciascuno con il proprio valore di profondità, il risultato è una superficie tridimensionale, chiamato trama. Oltre alle texture, la grafica 3D supporta anche più oggetti che interagiscono tra loro. Ad esempio, un oggetto solido può parzialmente nascondere un oggetto dietro. Infine, una sofisticata grafica 3D utilizza tecniche come il ray-tracing per applicare ombre realistiche a un’immagine.
Il processo di conversione delle informazioni di oggetti 3D in una mappa di bit che può essere visualizzata è noto come rendering, e richiede una notevole memoria e potenza di elaborazione. In passato, la grafica 3D era disponibile solo sulle workstation potenti, ma ora acceleratori grafici 3D si trovano comunemente in molti personal computer. L’acceleratore grafico contiene memoria e un microprocessore specializzato per gestire molte delle operazioni di rendering 3D.
Siamo nell’era del visual computing. Molto di quello che facciamo su computer – dai telefoni cellulari ai desktop – comporta la manipolazione e la visualizzazione di informazioni visive. Infatti, la percezione umana è sempre più spesso determinata da informazioni visive. La computer grafica ci permette di creare mondi virtuali tridimensionali e ambientazioni che sono visivamente vicine al mondo naturale. Queste scene 3D utilizzano una varietà di ambienti di programmazione moderni, tra cui grafica in tempo reale utilizzando OpenGL standard, il linguaggio di shading GL, e offline ray-tracing. La computer grafica tridimensionale è diventata uno strumento essenziale in ingegneria, matematica e in molti altri campi a causa delle sue numerose applicazioni. La computer grafica 3D è inoltre usata per costruire modelli CAD per auto, aerei e svariati oggetti di uso comune partendo da un prototipo virtuale per la modellazione. È la spina dorsale del mondo di oggi in numerosissimi film di animazione di successo. La computer grafica rende la visualizzazione, l’editing e la condivisione sui social media più facile e più interattiva. Essa ci permette di creare visualizzazioni scientifiche complete, utilizzando modelli di fotocamere innovativi che abbinano il rilevamento di immagini con i calcoli. Le immagini generate al computer ci circondano e sono una parte importante della nostra vita quotidiana.