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3D概述：3D或者三维，指三个维度：宽度，高度，深度。一个平面图形只有两种维度，宽度和高度，这就是2D，也就是二维。例如一张纸上画了一些图形，或者字是二维的，看起来没有立体感，而桌子上的水杯就不一样，是一个三维物体。区别在于你能感知到水杯的深度。 本质上计算机3D图形也是平面的，计算机的屏幕上所显示的是二维的图像，但是可以提供深度（第三维）的幻觉。如何让二维的图像能够感知到深度的幻觉？透视（perspective）可以让物体看起来能有三维的效果，也就是立体感。
2D+透视=3D透视：就是线段之间的角度。将一本书放到桌子上，正对封面看的时候是不能感觉到书的厚度，但是侧着观察的时候，看到了更多的线条，以及线条之间的角度，从而能感知到三维效果。
计算机的屏幕是平面上显示的平面图像（2D），计算机3D图形实际是近似3D，比如一幅好的山水画，也能感觉到山水的真实和优美，活灵活现，不仅能感觉到山的高，水的长，还有谷的深。
真正的3D实际是每个眼睛对物体有一幅成像，两幅图像是不同的，因为两个眼睛和物体之间是有角度的。这两幅略微不同的图像在大脑中组合，大脑中便产生了一幅合成3D图像。
是不是单眼不能观察到3D世界呢？用手遮挡住一个眼睛，用一个眼睛观察时，也是能判断到物体的深度。这是因为物体之间相互参照，光线变化等效果综合作用让我们也可以感知到深度，感知到三维效果。这些效果或者说透视效果有下面几种。
1.透视缩短（foreshortening），看到的近处的物体比远处的大。
2.颜色的变化
3.纹理（texture）
4.光照（lighting）
5.着色
6.颜色的强度，是由光照引起的，没有光线是不可能看到物体的，光线的强弱和能观察的颜色种类也是有关系的，光线越暗，观察到的颜色越少，比如到了晚上，只能看到黑灰色。而在光照充足的地方，风景也是那么迷人都是有关系的。
这些效果足以触发大脑判断它的深度。这些效果帮助我们进行三维图像的感知。
计算机3D效果： 将三维的物体进行几何描述并且转换为屏幕上的一幅图像，这就是渲染（Render），渲染会使用如下的3D效果。
1.视角透视，一个三维的物体有很多的线索，将视角看不到的隐藏。隐藏表面消除（Hidden surface removal）。
2.颜色和着色，给物体的每个表面添加颜色属性。
3.光照和阴影，添加光照，添加影子。
4.纹理贴图（texture），表面贴一幅图像，称之为纹理，纹理的每个单独元素称为纹理单元（texel）。
5.雾，逐渐模糊远处的物体，添加层次感，远近感。
6.混合和透明（blending），颜色或者物体组合，可以用于多种目的。例如透明，反射等。
7.抗锯齿（antialiasing），对多边形边缘做平滑处理，看起来更真实。
经过上述3D效果处理后的图像看上去更加逼真，具有三维效果。
三维物体描述：二维图形绘图时最常用的坐标是笛卡尔坐标系统，由x，y坐标构成。三维物体绘制在一个3D笛卡尔坐标，在笛卡尔坐标系统上添加了深度，来描述三维空间。
三维物体都是由多边形组成，最简单的多边形就是三角形，并且OpenGL硬件处理三角形也是非常快的。有些硬件也支持其他形状，四边形，或者五边形，或者其他的通用图形。其实所有的多边形都可以拆分成三角形，用三角形来描述。
多边形由顶点构成，在三维空间中将一个三维物体的顶点连线，就可以看到三维物体的表面。
计算机的屏幕是平面的，那意味着我们要看到我们绘制的三维物体要显示在计算机的屏幕上，需要将3D转换成2D。将一个3D坐标投影到一个2D表面，称之为投影。
在OpenGL中，主要有两种类型的投影。第一种为正投影（平行投影），首先指定一个正方形或者长方形的可视区域，可以区域之外的物体不会绘制，并且实际相同大小的物体，在屏幕上具有相同的大小。不论物体与屏幕的距离。
第二种投影为透视投影，这种投影的可视区域为一个斗型，或者说一个顶部削平的金字塔，（平截头体），距离屏幕较远的物体在屏幕上显的较大，类似与手影游戏，与光源近的影子更大。
(yuyin86) |