Grafika komputerowa 3D to obraz, który wykorzystuje oprogramowanie komputerowe do tworzenia obiektów w wirtualnej przestrzeni trójwymiarowej (3D). Jest to przeciwieństwo dwuwymiarowych (2D) obrazów, które istnieją tylko jako płaskie obrazy, które mogą wykorzystywać wizualne sztuczki, takie jak perspektywa, aby stworzyć iluzję trójwymiarowości. Grafika komputerowa 3D jest zwykle tworzona przez artystów poprzez tworzenie modelu 3D, składającego się z modelu szkieletowego i wielokątów, który jest następnie zwykle teksturowany i podświetlany przed renderowaniem.
Grafika komputerowa 3D, często określana po prostu jako grafika komputerowa (CG) lub obrazy generowane komputerowo (CGI), jest tworzona przy użyciu oprogramowania komputerowego opracowanego specjalnie do tworzenia grafiki 3D. Ten rodzaj obrazów został pierwotnie stworzony wyłącznie za pomocą algorytmów matematycznych i równań. Współczesne obrazy 3D są jednak tworzone za pomocą oprogramowania, które przedstawia artyście graficzny interfejs użytkownika (GUI), co pozwala na wykonanie grafiki komputerowej 3D bez bezpośredniej interakcji między artystą a matematycznymi właściwościami obrazu.
Tworzenie grafiki komputerowej 3D zazwyczaj rozpoczyna się od modelowania obiektu, który pojawi się na końcowym obrazie. Na przykład sześcian można bardzo łatwo utworzyć i, podobnie jak wszystkie obrazy 3D, składa się z modelu szkieletowego i wielokątów. Szkielet to podstawowy kształt obiektu składający się z różnych punktów i linii łączących te punkty. Można to łatwo sobie wyobrazić, jak wyglądałby przedmiot, gdyby był zrobiony z siatki drobiowej.
Wielokąty to kształty, zwane również twarzami, które wypełniają szkielet, tworząc solidną grafikę komputerową 3D. Korzystając z przykładu sześcianu, narożniki byłyby wykonane z punktów i linii szkieletu, podczas gdy rzeczywiste boki sześcianu byłyby wielokątami lub ścianami. Ta forma jest następnie teksturowana, co oznacza, że obrazy są nakładane na wielokąty, aby nadać im wygląd wykraczający poza pojedynczy kolor. Takie tekstury mogą obejmować: prostą grafikę, np. ilustrację słojów drewna; mapowanie wypukłości, które zapewniałoby poczucie głębi załamań w słojach; i mapy odbić, które zapewniają połysk teksturom takim jak szkło i metal.
Gdy obiekt jest modelowany i teksturowany, można dodać oświetlenie, aby nadać obiektowi cienie i światła. Ta scena jest następnie renderowana w celu stworzenia grafiki komputerowej 3D. Podczas renderowania różne elementy sceny są łączone i kompilowane w celu utworzenia pliku obrazu, który można wykorzystać do udostępniania i przeglądania sceny grafiki komputerowej 3D. Wiele profesjonalnych studiów ma grupy komputerów używanych tylko do renderowania, ponieważ proces ten może zająć dużo czasu i często wymaga dużej mocy obliczeniowej.