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三維電腦圖形的誕生：威廉·費特是如何改變數位藝術的歷史？
三維電腦圖形，簡稱CGI或3D-CGI，是一種利用三維幾何數據進行計算與影像渲染的技術。這項技術不僅可以生成靜態的2D圖像，還能實現動態的3D影像，在數位藝術的領域中扮演著至關重要的角色。隨著技術的進步，3D電腦圖形已經從最初的簡單形狀，發展到如今的高解析度真實感畫面，甚至融入了虛擬實境(VR)等多媒體應用。
「3D圖形的演進不僅是技術上的突破，更是藝術表現的自由。」
歷史沿革
威廉·費特在1961年提出“電腦圖形”這一術語，為整個行業定義了一個新方向。實際上的3D電腦圖形開始於1963年，麻省理工學院的Sketchpad程式便是最早的互動3D圖形實驗之一。到了1976年，電影《未來世界》(Futureworld)中的電腦動畫展示了更加複雜的3D概念，成為業界的重要里程碑。隨著1970年代末期家用電腦的盛行，3D電腦圖形軟體紛紛登場，讓更多的藝術家與工程師可以輕鬆進入這一新興領域。
3D電腦圖形生產流程
3D電腦圖形的生成過程通常分為三個基本階段：3D建模、布局與動畫，以及3D渲染。3D建模包含了使用不同技術生成物件形狀的過程，而布局與動畫則涉及物件在場景中的擺放及運動。這一過程需要大量的計算與設計，許多專業的工具和軟體被廣泛應用於這些階段。
「3D建模的精細程度直接影響到最終動畫的品質。」
建模的重要性
3D模型是所有3D電腦圖形的基礎，這些模型可以由藝術家使用建模工具創建，或者通過掃描現實物體產生。3D建模的過程中，物體形狀由稱為頂點的點構成，這些頂點組成多邊形。多邊形的結構和完整性將決定模型在動畫中的表現。
動畫和布局
在渲染圖片之前，3D物件必須在場景中合理佈局。這不僅涉及物件之間的位置和大小，還包括它們如何隨時間運動及變形。常見的動畫技術包括關鍵幀動畫、逆向運動學以及動作捕捉等。這些技術的結合使用，讓3D動畫更加生動且具說服力。
材料與紋理
在渲染過程中，材料和紋理為模型添加了物理特性。這些屬性告訴渲染引擎如何處理光線在物體表面的互動，這是達成真實效果的關鍵一步。透過紋理貼圖，藝術家能夠加入顏色和表面特徵，進一步提升模型的真實感。
渲染技術
渲染過程是將3D模型轉換為2D圖像的關鍵步驟。這一過程基於光線傳遞和散射的原理，其最終目的是產生具有照片真實感的畫面或施加特定藝術風格的非真實感渲染。不同的渲染引擎和軟體可以滿足多種需求，顯示出3D電腦圖形的多樣性。
未來展望
隨著技術的進步，3D電腦圖形的應用範圍持續擴大。不論是在電影、遊戲還是虛擬實境中，3D圖形始終是創意和技術融合的代表。而未來的發展，無疑將使這一領域愈加多元且充滿挑戰。
「3D技術的進步，不僅重塑了藝術創作的方式，也將改變人們的視覺體驗。」
在數位藝術日益盛行的今天，三維電腦圖形帶來的影響不僅限於視覺表現。它挑戰著我們對藝術和真實的理解，究竟在未來的數位化世界中，藝術的定義將會如何演變？
