１．はじめに

２．3D基礎

『イメージ』
３Ｄ画像の描画を概念として説明するには「スタジオ内でのビデオカメラ撮影」を例えにするのが適しています。スタジオとは３Ｄ空間の事であり、ビデオカメラで写す光景がＬＧＰが描画することでモニターに映し出される画像になります。

ＬＧＰ起動時は、ライトすらない空っぽのスタジオにビデオカメラを持った貴方がいる同じような状態であり、ビデオカメラには真っ暗な闇が映されるだけとなります。これではどうしようもないので、貴方は小道具や照明を持ってきては気に入った所に配置することで初めてビデオカメラに画像が映るでしょう。

ＬＧＰでの３Ｄ処理もこれと同じ考え方です。ＬＧＰの起動時は真っ暗なスタジオにカメラの準備ができているだけの所に、あらかじめ作成しておいた３Ｄ画像を配置したり、ライトを配置したりすることで３Ｄ画像を描画します。

『３Ｄ空間／３Ｄ座標』
Ｘ座標（左右）とＹ座標（上下）だけで表現する平面的な２Ｄ空間に描画を行う２Ｄ画像に、Ｚ座標（前後）の奥行きを持たせた３Ｄ空間に描画したものを３Ｄ画像といいます。下の図に３Ｄ空間のイメージを書いてみました。

２Ｄ画像では画面平面の横方向をＸ座標（左端を０として左方向をマイナス、右方向をプラスで表現）、画面平面の縦方向をＹ座標（上端を０として上方向をマイナス、下方向をプラスで表現）としていました。
３Ｄ画像では多少異なり、画面平面の横方向をＸ座標（中心を０として左方向をマイナス、右方向をプラスで表現）、画面平面の縦方向をＹ座標（中心を０として上方向をプラス、下方向をマイナスで表現）、画面平面に垂直の前後方向をＺ座標（中心を０として手前方向をマイナス、奥方向をプラスで表現）であらわします。

『３Ｄ画像の作り』
最近の映画には必ずといって良い程どこかでＣＧが使用されています。ゲームでも奇麗な３Ｄキャラが縦横無尽に動き回っています。
映画の中の３Ｄ画像とゲームの中の３Ｄ画像では、リアルさにかなりの差がありますが、両者の基本的な理論は同じです。
３Ｄの画像はすべて３角形の平面を組み合わさって出来ています。
例えば、３Ｄのサンプルで有名なティーポットも

ティーポットを構成している平面の輪郭だけを表示すると、三角形の組み合わせである事が分かります。

画像を描画する最小単位は１つの点です。しかし、テーポットを点の情報だけで表現するとなると、とんでもない程多くの点情報が必要となります。そんなものを扱うのは非実用的なので、もう少し大雑把なもので表現しようと言うことで考えられたのが「ポリゴン」という考え方です。ポリゴンは板をあらわします。すべての物体は板を張り合わせて表現できるというものです。上のティーポットが良い例です。
例えば四角い板を点で表現すると縦横を１００分割程度としても１００×１００＝１万個の情報が必要になりますが、四角い板として考えれば４辺の頂点の情報（４つの情報）だけが必要となるのです。その考え方を突き詰めると、四角い板は２枚の３角形の板が組み合わされていることが分かるので、そこから最小単位は３角形として、すべての物体を表現します。