Pierwotnie artykuł miał skupić się tylko na wizualizacjach 3D, jednakże uważamy, że byłoby to krzywdzące dla ciekawego i obszernego zagadnienia, jakim jest grafika w trzech wymiarach. W związku z tym postaramy się krótko opisać jaka była geneza tej formy przekazu, a także wyjaśnić, w jakich branżach jest ona stosowana aktualnie oraz zastanowić się nad przyszłością tej dziedziny.
Chcielibyśmy, aby artykuł ten został potraktowany przez Was jako „przewodnik turystyczny”, który zawiera pobieżne opisy najważniejszych zagadnień. Aczkolwiek, aby poczuć prawdziwy klimat zwiedzanego miejsca, trzeba samodzielnie się w nie zagłębić. Zachęcamy do tego zarówno w temacie wycieczek turystycznych, jak i wycieczki po świecie grafiki 3D.
Przeszłość:
Początki grafiki 3D sięgają lat 60. dwudziestego wieku. Wtedy właśnie z inicjatywy Ivana Sutherlanda powstał system „Sketchpad”, który umożliwiał rysowanie prostych kształtów geometrycznych na ekranie komputera. Ivan Sutherland wraz z Davidem Evansem byli prowodyrami otwarcia w 1969 r. pierwszej firmy zajmującej się grafiką 3D, pod nazwą „Evans & Sutherland”, a także departamentu technologii komputerowych na uniwersytecie w Utah, który przyciągnął wiele talentów z całego kraju, mających przyczynić się do rozwoju tej dziedziny. Jednym z nich był Edwin Catmull - współzałożyciel Pixar Animation Studios oraz Disney Animation Studio.
Pierwszym przejawem tego, co przypomina grafikę 3D z dnia dzisiejszego było wymodelowanie własnej ręki w 3D przez Edwina Catmulla przy współpracy z Fredem Perke. Była to jego praca doktorancka w 1972 roku. W porównaniu do dzisiejszych standardów był to bardzo powolny i pokrętny sposób, polegający na wykonaniu odlewu lewej dłoni, a następnie ręcznego narysowania 350 poligonów, aby stworzyć siatkę, która stała się bazą przy dalszej komputerowej obróbce.
Mimo swojej prostoty, z dzisiejszego punktu widzenia, wtedy był to krok milowy nadający tempo rozwoju dziedzinie, która miała na swój sposób zmienić świat.
Kolejnym ważnym momentem, który do dziś jest traktowany jako swoisty żart branżowy było stworzenie przez Martina Newella słynnego czajnika z Utah. Powstał on, jak masa innych genialnych pomysłów w trakcie picia porannej kawy, gdy Martin kontemplował nad kształtem dzbanka wypełnionego tym cudownym napojem.
Czajnik z domu Martina, na którym komputerowy model był wzorowany, trafił w 1984 r. do Muzeum Komputerowego w Bostonie (Boston Computer Museum), w którym na wystawie pozostał do roku 1990, aby następnie trafić do Muzeum Historii Komputerowej (Computer History Museum) w Moutain View w Kalifornii, gdzie pozostaje do dziś. Warto także wspomnieć o tym, iż komputerowa wersja tego czajnika jest niższa o 33% przez proporcję (ratio 4:3).
Współcześnie czajnik ten jest wbudowany jako obiekt w wielu programach graficznych do użycia jako punkt odniesienia przy skalowaniu. Występował on także w filmach animowanych, takich jak Toy Story, Potwory i spółka oraz Simpsonowie.
Między latami 80-tymi i 90-tymi ranga grafiki 3D sukcesywnie się zwiększała za sprawą coraz to nowszego oprogramowania oraz popularyzacji komputerów osobistych. Jednak prawdziwy przełom nastąpił w latach 90-tych. Wtedy to właśnie możliwości 3D pokonywały coraz to nowsze limity, a oprogramowanie było stale rozwijane. Ceny programów i komputerów były o wiele niższe w porównaniu do lat poprzednich, co umożliwiło wielu spółkom, hobbistom i freelancerom kreowanie modeli 3D. W tym samym czasie powstawało darmowe oprogramowanie, takie jak Blender, przyczyniające się w ogromnym stopniu do popularyzacji i rozwoju modelowania w trzech wymiarach.
To dobry moment, aby przejść z przeszłości w teraźniejszość i powiedzieć jakie zastosowania znajduje ta dziedzina w naszych czasach.
Teraźniejszość:
Dziś grafika 3D jest wszechobecna i znajduje zastosowanie w medycynie, architekturze, reklamie, rozrywce, geologii, inżynierii, nauce i wielu innych.
Bardzo ciekawym zagadnieniem jest użycie CGI w reklamach samochodów. Jest to kosztowne przedsięwzięcie ze względu na potrzebę dogrania wielu czynników naraz. Tutaj jednak naprzeciw wychodzi firma The Mill z konstrukcją Blackbird.
Blackbird ma zmienny rozstaw kół, wymiarów i osi, dzięki czemu może być bazą pod dowolny samochód. Następnie laserowy skan wybranego pojazdu jest nakładany przy użyciu komputera na sekwencję nagraną z udziałem Blackbirda, co znacznie zmniejsza koszty oraz przyspiesza cały proces, odsyłając do lamusa używanie replik znanych z filmów o niskim budżecie.
Popularnym zastosowaniem 3D jest wizualizacja produktowa, architektoniczna oraz wizualizacje wnętrz. W każdym z powyższych przykładów pozwala to zaoszczędzić sporo czasu i pieniędzy. W przypadku wizualizacji produktowej nie trzeba produkować opakowania, a następnie wykonać sesji zdjęciowej. Wystarczy jedynie stworzyć render. Analogiczna sytuacja ma miejsce przy projektowaniu wnętrz, gdzie jest to jeszcze bardziej skomplikowane. Przykładem ostatecznym jest architektura, gdzie z oczywistych względów szybciej jest wykonać wizualizacje w 3D dla, np. potencjalnych inwestorów niż skazać ich na wyczekiwanie efektu przez długie miesiące lub lata.
Często też render wygląda lepiej niż rzeczywistość, co potrafi poruszyć wyobraźnię potencjalnego kupującego dużo bardziej.
Wykorzystanie 3D w medycynie pomaga zarówno przyszłym, jak i aktualnym chirurgom. Dzięki szczegółowym modelom wykonanym z pomocą USG lub RTG lekarze są w stanie dokładnie zaplanować przebieg zabiegu.
Poprzez możliwość dokładnego przestudiowania, np. wewnętrznej sieci krwionośnej danego organu, zwiększają znacznie bezpieczeństwo pacjenta i skracają czas operacji. Aktualnie trwają intensywne badania w tematyce biodruku, które w przyszłości będą w stanie zmienić oblicze medycyny, a zwłaszcza transplantologii. Jednak dojście do etapu, w którym będziemy w stanie drukować w pełni działające organy zajmie jeszcze sporo czasu.
Przyszłość:
Przyszłość tej dziedziny maluje się w jasnych barwach, zarówno dzięki szerokiej gamie zastosowań jak i powszechnemu dostępowi do darmowego oprogramowania, jakim jest Blender. Został stworzony przez grono pasjonatów, a głównym założeniem jego twórców była dostępność dla każdego. Ponadto niczym nie ustępuje on swoim płatnym odpowiednikom.
Ze względu na łatwy dostęp do narzędzi coraz więcej ludzi próbuje swych sił, czy to w produkcji gier, animacji, lub efektów specjalnych, co ma znaczne przełożenie na branżę rozrywkową. Również za sprawą technologii VR, która w kolejnych latach może znacznie zwiększyć swoją pozycję, wprowadzając nowy wymiar rozrywki z nieznanym do tej pory poziomem imersji do naszych żyć.
Ciągłe badania nad zastosowaniem druku 3D napawają optymizmem, a wisienką na torcie w tym przypadku jest możliwy rozwój transplantologii dzięki zastosowaniu tej technologii.
Oczywiście 3D potrafi mieć też swoje mroczne strony. Znane są przypadki drukowania broni przy użyciu tej technologii. Aczkolwiek jest to pewne ryzyko, które zawsze będzie mieć miejsce przy każdej przełomowej dziedzinie.
