読み方 ： さんじげんグラフィックス

概要

コンピュータ内に数値的な3次元空間を用意して様々な色や形の立体図形を配置し、それらがある投影面上に映る様子を数値計算によって求め、画像として描画する。空間内の立体を任意に移動、変形、生成、除去して再計算することで異なる画像を得ることができ、単に「立体的に見えるように描かれた画像」とは異なる。

立体は頂点を結ぶ座標やそれらを結ぶ線分や曲線、線によって囲まれた多角形（ポリゴン）やその他の平面図形によって表現される。立体をどのような存在として構成するかによって、いくつかのモデリング方式が使い分けられている。

主なモデリング方式として、点を結ぶ骨組みのみでできた「ワイヤーフレームモデル」（wire frame model）、多角形の面で覆われたハリボテ（内部は空洞）として表す「サーフェスモデル」（surface model）、中身の詰まった物体として表す「ソリッドモデル」（solid model）がある。三角形を組み合わせたサーフェスモデルがよく用いられる。

3DCGの作成は、立体の形状データの入力や編集（モデリング）、空間内での配置や光源、視点などの設定（シーンレイアウト）、投影面に映る像を数値計算によって求める描画（レンダリング）などの工程からなる。

映画などの場合は製作時にレンダリングを行い固定的な映像データを得る「プリレンダリング」（prerendering）が、コンピュータゲームなどの場合は利用者側の操作に応じてシーンレイアウトとレンダリングを高速に何度も繰り返す「リアルタイムレンダリング」（real-time rendering）が行われる。

コンピュータの性能や記憶容量が低かった頃は「赤い立方体」といったような単純な幾何学図形のようなものしか表示できなかったが、性能向上に従い一つの立体を多数の図形に分割できるようになり、複雑な形状や滑らかな曲面のように見える構造を形作れるようになった。

また、表面も単色の塗りつぶしだけでなく任意の画像を面に貼り付ける「テクスチャマッピング」（texture mapping）や、微細な凹凸を設定できる「バンプマッピング」（bump mapping）などの手法が考案され、現実の物体や空想上の物体をリアルな表現で再現できるようになった。

🔰よくある質問

• 3DCGとは何ですか？
  コンピューター上で三次元の立体モデルを作成し、映像や画像として出力する技術の総称です。映画やゲーム、建築、医療など幅広い分野で活用されており、現実には撮影が難しい映像表現も実現できます。
• 3DCGはどんなところで使われていますか？
  3DCGはゲームや映画の映像表現だけでなく、建築の完成予想図、工業製品の設計確認、医療や教育用のシミュレーションなどにも使われています。実物を作る前に形や動きを確認しやすいため、娯楽分野だけでなく実務分野でも重要な技術として利用されています。
• 3DCGはどのように作るのですか？
  3DCGは一般に、形を作るモデリング、質感を設定するマテリアルやテクスチャ、動きを付けるアニメーション、画像として出力するレンダリングなどの工程で制作します。用途によっては照明やカメラ設定も重要です。1つの絵でも複数の工程を経て完成します。
• 2DCGと3DCGは何が違いますか？
  2DCGは縦と横の平面上で表現しますが、3DCGは縦、横、奥行きの3つの軸を持つ空間上で表現します。同じシーンでも視点を変えて別の角度から見たり、立体を回転させたりすることができます。見た目だけでなく、制作方法や必要なソフト、作業工程にも違いがあります。
• モデリングとレンダリングは何が違いますか？
  モデリングは3D空間上で立体形状を作る作業を指し、レンダリングはその3Dモデルに光や質感の計算を加えて最終的な画像や映像として出力する処理を指します。制作工程の中でそれぞれ異なる役割を担っています。

この記事の著者 ： (株)インセプト IT用語辞典 e-Words 編集部
1997年8月より「IT用語辞典 e-Words」を執筆・編集しています。累計公開記事数は1万ページ以上、累計サイト訪問者数は1億人以上です。学術論文や官公庁の資料などへも多数の記事が引用・参照されています。