Триви́мірна гра́фіка, або 3D-графіка — розділ комп’ютерної графіки, сукупність прийомів та інструментів (як програмних, так і апаратних), призначених для зображення об’ємних об’єктів.

Найбільше застосовується для створення зображень, які в подальшому використовуватимуться на екрані або роздруківках в архітектурній візуалізації, кінематографі, телебаченні, відеоіграх, друкованій продукції, а також у науці та промисловості.

Приклад 3D графіки:

Тривимірне зображення на площині відрізняється від двовимірного тим, що включає побудову геометричної проекції тривимірної моделі(сцени) на площину (наприклад, екран комп’ютера) за допомогою спеціалізованих програм. При цьому модель може як відповідати об’єктам з реального світу, так і бути повністю абстрактною.

Для одержання тривимірного зображення на площині потрібні такі кроки:

• Моделювання — створення тривимірної математичної моделі сцени і об’єктів в ній.

• Рендеринг (візуалізація) — побудова проекції відповідно до обраної фізичної моделі.

• Виведення отриманого зображення на пристрій виведення — дисплей або принтер.

Моделювання

Сцена включає в себе кілька категорій об’єктів:

• Геометрія (побудована за допомогою різних технік модель, наприклад будівля)

• Матеріали (інформація про візуальні властивості моделі, наприклад колір стін і відбиває / заломлююча здатність вікон)

• Джерела світла (налаштування напрямки, потужності, спектра освітлення)

• Віртуальні камери (вибір точки та кута побудови проекції)

• Сили та дії (налаштування динамічних спотворень об’єктів, застосовується в основному в анімації)

• Додаткові ефекти (об’єкти, що імітують атмосферні явища: світло у тумані, хмари, полум’я і пр.)

Завдання тривимірного моделювання — описати ці об’єкти і розмістити їх у сцені з допомогою геометричних перетворень відповідно до вимог до майбутнього зображення.

Рендеринг

На цьому етапі математична просторова модель перетворюється на пласку картинку. Якщо потрібно створити фільм, то рендериться послідовність таких картинок — кадрів. Як структура даних, зображення на екрані представлено матрицею точок, де кожна точка визначена принаймні трьома числами: інтенсивністю червоного, синього і зеленого кольору. Таким чином рендеринг перетворює тривимірну векторну структуру даних у плоску матрицю пікселів. Цей крок часто вимагає дуже складних обчислень, особливо коли потрібно створити ілюзію реальності. Найпростіший вид рендеринга — це побудувати контури моделей на екрані комп’ютера за допомогою проекції. Звичайно цього недостатньо і потрібно створити ілюзію матеріалів, з яких виготовлені об’єкти, а також розрахувати спотворення цих об’єктів за рахунок прозорих середовищ

Зв’язок з фізичним представленням тривимірних об’єктів

Тривимірна графіка зазвичай оперує віртуальним, уявним тривимірним простором, який відображається на плоскій, двовимірній поверхні дисплея або аркуша паперу. В наш час відомо кілька способів відображення тривимірної інформації в об’ємному вигляді, хоча більшість з них представляє об’ємні характеристики досить умовно, оскільки працюють з стереообладнанням. З цієї області можна відзначити стереоокуляри, віртуальні шоломи, 3D-дисплеї, здатні демонструвати тривимірне зображення. Декілька виробників продемонстрували готові до серійного виробництва тривимірні дисплеї. Але щоб насолодитися об’ємною картинкою, глядачеві необхідно розташуватися строго по центру.