虛擬世界

我記得曾經閱讀過一個訪問，記者問基斯杜化路蘭(Christopher Nolan)會不會拍攝3D電影，路蘭回答指他一直都在拍「3D」的電影，因為我們的世界就是3D，所有電影都是3D的！由這個訪問，希望帶大家進入今次的主題：3D世界。

在科技日新月異的時代，虛擬世界已經成為了我們生活中不可或缺的一部分。電影、遊戲、VR體驗等各種形式都讓我們能夠在虛擬世界中遨遊。但是，你有沒有想過，我們如何在2D平面屏幕上看到3D立體畫面呢？

3D定2D？  在屏幕上的畫面到底是多少「D」

首先，我們需要搞清楚甚麼是「2D」和「3D」。2D(二維)意味著平面，只有長和寬兩個維度；而3D(三維)則包含了長、寬和高三個維度，形成立體空間。實際上，我們的屏幕只能顯示2D的畫面，那麼3D的世界是如何以2D的形式展示出來呢？
 

關鍵是矩陣

要將3D的世界呈現在2D的屏幕上，我們需要運用到「矩陣」的概念。矩陣是一個數學工具，可以表示向量和坐標系之間的變換。在3D圖形學中，我們通常用矩陣來表示物體在空間中的旋轉、平移和縮放等變換。

通過透視投影(Perspective Projection)，我們可以將3D坐標轉換為2D坐標。這個過程可以用一個4x4的投影矩陣來表示，將3D坐標乘以投影矩陣後，可以得到對應的2D坐標。在這個過程中，遠離觀察者的物體會變得更小，從而在視覺上產生遠近的感覺。這樣，我們就能在2D屏幕上呈現出3D的空間效果。

總結來說，將3D世界呈現在2D畫面中涉及多種技術和方法。透過矩陣變換、投影方式、色彩、光影和紋理等手段，我們可以在屏幕上營造出令人驚嘆的3D效果。隨著科技的不斷進步，這些技術和方法將繼續發展和完善，為我們帶來更加震撼的視覺體驗。下一期，我們會再深入看，我們又如何可以把現實世界，變成一個能夠以VR體驗的3D空間。

文章同時發表於House730.com