Tietokonegrafiikassa

Tietokonegrafiikka on tietojenkäsittelyn ala, joka keskittyy digitaalisen visuaalisen sisällön luomiseen, muokkaamiseen ja esittämiseen tietokoneilla. Sen piiriin kuuluvat 3D-mallinnus, animaatio, tekstuurien ja materiaalien hallinta sekä renderointi. Mallinnuksessa muodostetaan kolmiulotteisia kohtauksia polygoniverkkojen tai NURBS-kurmien avulla, ja pintojen ulkonäkö määritellään materiaaleilla, tekstuureilla ja valaistuksella. Valaistus sekä varjostusmallit vaikuttavat siihen, miten valonsäteet kulkevat ja miten pinnat heijastavat valoa.

Renderointi on prosessi, jolla 3D-kohtaukset muutetaan kahdeksi kuvatiedostoksi tai näytölle. Keskeisiä tekniikoita ovat rasterointi, ray tracing ja niiden yhdistelmät sekä fysiikkaan perustuva renderointi (PBR). Reaaliaikainen renderointi tähtää korkeaan kuvanpäivitysnopeuteen vuorovaikutteisissa sovelluksissa, kun taas offline-renderointi voi tuottaa korkealaatuisia kuvia pidemmillä viiveillä.

Sovelluksia ovat elokuva- ja peliteollisuus, arkkitehtoninen ja teollinen visualisointi, lääketieteellinen kuvantaminen sekä tieteellinen ja datavisualisointi. Tekninen kehitys etenee GPU-arkkitehtuurin, ohjelmisto-rajapintojen (OpenGL, DirectX, Vulkan) ja kuva- sekä mallinnusohjelmistojen kehityksen mukana. Viimeaikainen kehitys sisältää reaaliaikaisen ray tracingin yleistymisen ja tekoälyn käytön prosessien nopeuttamiseksi.