3D 電腦圖像

三維模型（3D model），或者叫「立體模型」，係指一個（對於部電腦嚟講）用數字呈現嘅三維物體。三維模型可以用自動或者手動嘅方法整：有研究者會用一啲架生掃描一件真實嘅物件，再將啲數據傳去部電腦嗰度，等部電腦計算出個三維模型嘅樣，例如個掃描器嘅感應器可以射啲波出嚟，喺每一點嗰度量度吓「啲波射出去嘅時間」同「返到個感應器度嘅時間」之間差幾遠，噉就可以知道喺每個點度件物件嘅表面離個感應器幾遠，跟手將呢個數據傳過去部電腦，就係有關件物件嘅形狀嘅數據；另一方面，研究者又有得手動噉整啲 3D 模型出嚟。舉個簡單嘅例子說明，以下呢段 VRML 原始碼（VRML 係一種廿世紀常用嘅程式語言，專門用嚟整立體模型）代表咗一個喺一條好幼嘅藍色圓柱上面嘅紅色球體（即係好似珍寶珠噉嘅形狀）^[1]：

Shape {     // 整一件物體出嚟。   geometry Cylinder {    // 設佢形狀係「圓柱體」。      radius 0.1      height 3.0}    // 碌圓柱嘅高度係 3.0 個單位，但係半徑得嗰 0.1 個單位－係一碌好幼嘅圓柱。   appearance Appearance {      material Material { diffuseColor 0.1 0.1 0.9 }     // 設佢色水係藍色。   }}Transform {     // 整一件新物體   translation 0 2.5 0     // 將佢移去第一件物體 2.5 單位噉高嘅高度。   children [      Shape {         geometry Sphere { radius 1 }     // 設佢形狀係「球體」，半徑係 1 個單位。         appearance Appearance {            material Material { diffuseColor 1 0 0 }     // 設佢色水係紅色。         }      }     ]}

呢段碼係一個簡單嘅例子，一啲複雜啲嘅模型－好似係一個人類角色嘅立體模型－閒閒地可以有成幾千幾萬行呢啲噉嘅碼^[2]。

多邊形網格（polygon mesh）係常用嘅三維模型。呢啲模型會用類似上面嗰段 VRML 碼噉嘅程式語言，話俾部電腦聽個模型有幾多個角（vertex）、每隻角嘅位置坐標、每兩個角之間有冇邊（edge）、同埋（如果有）塊表面係乜嘢色水呀噉。當個用家要睇個三維模型嗰陣，部電腦就會即場砌返個模型出嚟，再考慮個用家由乜嘢角度睇緊個模型，計出最後個平面影像應該係點嘅樣。廿一世紀開始嘅電腦運算能力勁到可以俾個用家即場改變觀察角度，即刻以肉眼睇唔到嘅速度計出由呢個新角度睇個模型會係乜樣，等個用家可以自由噉^[3]。

好似係以下呢個立方體嘅立體模型噉：

上圖所示嘅如下：部電腦記住咗一個串數字，代表每隻角嘅坐標位置（vertex list；${\displaystyle vn}$ 代表第 ${\displaystyle n}$ 隻角），跟住另一串數字記住邊對邊對角之間有邊（edge list；${\displaystyle en}$ 代表第 ${\displaystyle n}$ 條邊），最後再有一串數字記住邊啲邊之間有表面（face list；${\displaystyle fn}$ 代表第 ${\displaystyle n}$ 塊面）。當要用個模型嗰陣，部電腦就會睇吓個用家由乜嘢角度睇緊個模型，計出個模型由嗰個角度睇應該係點嘅樣嘅^[3]。

材質貼圖（texture mapping）指嘅係，個圖像處理程式要加一啲仔細位、色水、或者表面材質落一個立體模型嗰度。個電腦圖像設計師喺整好咗一個立體模型之後，好多時會想個模型表面唔淨係衹係得純色，而係想個模型望落似真實嘅物體，而真實嘅物體嘅表面好少可真係純色嘅，所以佢哋就會想加啲材質（texture）落個模型嗰度，令到個模型表面好似用（例如）木頭造嘅噉；佢要搵一幅二維嘅圖像返嚟，幅圖像望落似佢想要嗰款材質，然後再教部電腦將幅材質圖貼落去個模型嘅表面嗰度^[4]；成個過程可以想像成將一張有圖案嘅紙包落去一件立體物件嗰度噉^[5]。

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