Kolmiulotteisuus

Kolmiulotteisuus tarkoittaa tilan kolmea ulottuvuutta—pituutta, leveyttä ja korkeutta—jotka mahdollistavat kohteiden sijainnin, muodon ja etäisyyksien määrittämisen kolmiulotteisessa tilassa. Se on vastakohta kaksulotteisuudelle, jossa on vain kaksi ulottuvuutta. Kolmiulotteisuus esiintyy sekä luonnossa että ihmisen toiminnassa, esimerkiksi arkkitehtuurissa, suunnittelussa ja teknologiassa.

Matemaattisesti kolmiulotteinen avaruus voidaan kuvata Euclidisen tilan avulla. Pisteellä on koordinaatit (x, y, z), ja etäisyys kahden pisteen välillä määritellään d = sqrt((Δx)^2 + (Δy)^2 + (Δz)^2). Tilaa voidaan kuvailla erilaisten koordinaatistojen avulla, kuten kartesius- tai sfäärinen koordinaatisto, sekä muokata sitä rotaatioilla, siirroilla ja skaalauksilla. Kolmiulotteisuus voidaan tarkastella sekä todellisessa avaruudessa että matemaattisesti, ja sitä laajennetaan ei-Euklidisiin tiloihin sekä aikadimensioon sisältyvissä malleissa.

Havainto kolmiulotteisuudesta perustuu useisiin vihjeisiin, kuten stereoskooppiseen näkemään, valaistukseen, varjoihin ja perspektiivin projisointeihin. Ihminen kokee syvyyden ja tilan kolmiulotteisesti juuri näiden vihjeiden avulla, kun kaksiulotteinen kuva tai näyttö välittää kolmiulotteisen kohteen kaltaisen vaikutelman.

Sovellukset kattavat laajasti esimerkiksi arkkitehtuurin, tuotanto- ja suunnitteluprosessit, tietokonegrafiikan ja virtuaalisen sekä lisätyn todellisuuden. Kolmiulotteisuuden hallinta mahdollistaa realistiset mallit, 3D-printauksen sekä monimutkaisten tilojen ja kappaleiden simuloinnin.

Historiaan liittyen kolmiulotteisuuden käsite kehittyi muinaisista geometrian perusperiaatteista koordinaatistojen ja projektioiden kehittyessä. 3D-tietokonegrafiikka ja moderni suunnittelu lisäsivät kyvyn käsitellä ja esittää kolmiulotteisuutta digitaalisesti.