Hay un par de disciplinas CG diferentes en los detalles de su pregunta, pero las matemáticas involucradas son principalmente álgebra, geometría, trigonometría y cálculo. Hay mucha física. Aquí hay una descripción general de Matemáticas para gráficos por computadora.
La representación produce las imágenes para la animación por computadora. Calcula la iluminación y las sombras automáticamente y descubre cómo se ve un objeto 3D en función de la superficie, la oclusión, el movimiento, la iluminación y la cámara. El renderizado se ve mejor cada año en general porque las computadoras se vuelven más rápidas y tienen más RAM. Renderman ha sido el estándar de la industria durante años, y aunque (lentamente) obtiene nuevas características, se usa en gran medida de la misma manera. Tener más RAM y una CPU más rápida permite a los diseñadores y escritores de sombreadores agregar más detalles a los objetos 3D. Renderman es un ejemplo de representación de línea de exploración. Pixie es un renderizador de línea de exploración gratuito y de código abierto que cumple con Renderman si está interesado. Existen otros algoritmos de representación, el segundo más común es el trazado de rayos. La persistencia de Vision Raytracer, o POV-Ray es un renderizador de trazado de rayos de código abierto.
Los objetos que rebotan y se rompen generalmente se animan usando un simulador de física (llamado “solucionador” en la animación por computadora). La tela, los fluidos y las partículas también se animan usando la simulación física. Las CPU más rápidas y más RAM permiten una simulación más precisa con más detalle. Las mejoras de software también permiten simulaciones más precisas y rápidas. Houdini de Side Effects Software es uno de los mejores paquetes para animación de efectos profesionales y simulaciones físicas. Puede descargar la edición de aprendizaje de forma gratuita si está interesado.
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Además de las mejoras de software y mejoras de hardware, los animadores continúan creando nuevas y mejores técnicas que conducen a un CG de mejor aspecto. El objetivo en CG para el entretenimiento es simular una expectativa del mundo real, a veces con atributos muy estilizados. Las nuevas técnicas proporcionan mejores formas de hacer cosas que proporcionan una aproximación más cercana (o “lo suficientemente cerca”) de la expectativa de la realidad.
