Визуализация трехмерных объектов

Любой трехмерный объект может быть изображен по-разному и различными способами. В одном случае нужно показать форму объекта, во втором – внутреннюю структуру объекта, в третьем имитировать реальную действительность, в четвертом – возбудить воображение зрителя чем-то неизвестным. Условно разделим способы визуализации по характеру изображений и по степени сложности соответствующих алгоритмов на такие уровни:

1. Каркасная визуализация

2. Показ поверхностей в виде многогранников с плоскими гранями или сплайнов с удалением невидимых точек

3. То же что и для второго уровня, плюс сложное закрашивание объектов для имитации отражения света, затенения, прозрачности, использование текстур.

Простейшая, каркасная, визуализация часто используется в процессе редактирования объемных объектов. Визуализация второго уровня используется для упрощенного показа объемных объектов. Например, для графиков функций z=f(x,y) (в виде рельефа поверхно­сти) часто достаточно показать все грани сетки одним цветом, зато нужно обязательно уда­лить невидимые точки. Это более сложная процедура в сравнении с выводом каркасного изображения.

Сложность процесса графического вывода возрастает по мере приближения к некоторо­му идеалу — созданию полной иллюзии естественных, живых, реалистических изображе­ний. Усилия многих ученых и инженеров всего мира направлены на разработку методов и средств достижения этой цели. Здесь полнее всего ощущается связь компьютерной графики с естественными науками, с дисциплинами, посвященными изучению окружающего мира. Например, для создания реалистических изображений нужно принимать во внимание зако­ны оптики, которые описывают свет и тень, отражение и преломление. Компьютерная гра­фика находится на стыке многих дисциплин и разделов науки.