Vad är 3D egentligen?

Om du vill lära dig mer om 3D är det här ett bra inlägg att börja med. Vi har försökt skriva inlägget på ett så lättförståeligt sätt som möjligt, så att alla ska kunna förstå. Även de som precis börjat utforska 3D grafik, vare sig det handlar om 3D film, visuella effekter i 3D som rendering och visualisering eller produktion för animering eller tv spel.

Artikeln är tänkt att fungera som en grundläggande introduktion till 3D. Vi kommer att definiera 3D i stora drag, förklara hur det förhåller sig till de andra artiklarna på denna webbsida och berätta hur och var du kan söka efter mer information.

Så, vad är då 3D? I generella termer beskriver 3D alla föremål som förekommer i ett treaxligt, rätvinkligt koordinatsystemet. Om det låter en smula tekniskt, så oroa dig inte: vi ska försöka reda ut det. Ett kartesiskt koordinatsystem är i grunden ett finare sätt att beskriva X och Y-axeln som vi alla känner igen från geometrin i högstadiet (föreställ dig ett rutat papper).

Du kanske kommer ihåg hur du gjorde grafer och diagram där X-axeln är vågrät och Y-axeln är lodrät? Principen är precis likadan i 3D världen, med ett undantag. Det finns nämligen även en tredje axel: Z-axeln, som står för djupet. Det betyder att alla objekt som kan skapas på en treaxlig skala är 3D. Det finns dock fler saker att tillägga.

3D i förhållande till datorgrafik:

Du som läser detta inlägg har troligtvis åtminstone ett någorlunda stort intresse för 3D. Du känner säkert till att termen 3D används i datorgrafiksindustrin, som omfattar film, reklam, teknik och videospelsutveckling.

Några viktiga punkter om 3D grafik:

* Den grundläggande definitionen av 3D rymden är densamma som vi nämnde tidigare. Allt om X, Y och Z-axeln är fortfarande sant, men det finns en hake. Medan verkliga 3D objekt existerar fysiskt i tre dimensioner, så kan 3D objekt i den digitala världen endast återges matematiskt.

* 3D modeller: Alla objekt i digital form kallas för en 3D modell. Om man tar en titt på den obearbetade informationen hos en vanlig 3D modell skulle det helt enkelt (eller inte så enkelt) vara en samling av datapunkter som markerar tusentals eller miljontals olika koordinater i kartesiska rymden.

* Mjukvaran sköter matematiken: Som tur är för 3D konstnärerna, så tar 3D programmen hand om det mesta av den komplicerade matematiken. I det grafiska användargränssnittet i ett 3D programpaket som Autodesk 3ds Max och Vray överförs 3D modeller automatiskt och återges visuellt som geometriska objekt bestående av kanter, hörn och polygonala figurer. De flesta programvaror har inbyggda motorer som renderar i realtid och kan därmed visa 3D modeller som ett exempel interiör och exteriör bilder med någorlunda realistisk ljussättning, skuggor och texturer.

Mer om Z-axeln:

Eftersom Z-axeln spelar en sådan väsentlig roll i 3D rymden ska vi ta en närmare titt på vad “Z” verkligen betyder i ett 3D programs miljö. Z-koordinaten kan användas för att mäta fyra olika saker i 3D grafik:

  1. Djupet på ett föremål i förhållande till storleken. Som till exempel: 5 enheter bred, 4 enheter lång och 3 enheter djup.
  2. Platsen för ett objekt i förhållande till origo (d.v.s. skärningspunkten). Skärningspunkten i alla 3D scener är (0,0,0) där det tredje talet vanligtvis är “Z”. Det finns några mindre 3D paket som använder Z som den vertikala axeln, men dessa är väldigt sällsynta.
  3. Avståndet mellan ett objekt från den renderade kameran, även kallad z-djup inom datorgrafiken. Z-djup används ofta för att applicera djupet i skärpan i efterproduktionen, och inom videospel används den för att optimera detaljnivån.
  4. Z-rotationsaxeln. Till exempel så skulle en boll som rullar iväg från en kamera rotera längs den negativa Z-axeln.

3D i förhållande till Film/Bio:

Termen 3D har en helt annan innebörd när den används inom 3D filmer (alltså där man behöver använda särskilda glasögon och där man tror att saker hoppar ut ur skärmen). 3D filmer kan ofta använda en del av 3D datorgrafiken, och det finns gott exempel där traditionella filmer, som inte använder datorgrafik, ändå dragit fördel av 3D bio. Utmärkande för “3D” på bio (och nu även i hemmabion ) är att filmskaparna måste använda särskilda medel för att lura det mänskliga synsystemet så att vi får en illusion av djup i bilden.

-Tvärdisparation: Nyckeln till hur människor uppfattar djup beror på att våra ögon skickar två bilder till hjärnan som skiljer sig lite åt (alltså, från höger och vänster öga). Vår hjärna uppfattar avstånd genom att jämföra skillnaderna i dessa två bilder. Detta kallas tvärdisparation. Att helt förklara hur 3D illusioner blir verklighetstrogna kan lätt bli långrandigt och är alldeles för komplicerat att gå in på i detta inlägg. Vi kommer däremot att ge dig en sista definition på det som är grunden till filmskapandet i 3D:

Stereoskopi: För att skapa en illusion av djup måste filmskapare utveckla sätt att efterlikna tvärdisparation. För att göra detta måste man använda dubbla eller alternerande projektionssystem i samband med polariserade glasögon som ser till att vänster och höger öga alltid ger bilder som skiljer sig åt minimalt. Detta kallas stereoskopi, därav uttrycket stereoskopisk 3D.

Förhoppningsvis har du nu fått lite mer kunskap om 3D när det kommer till datorgrafik och film.