No processo de geração de imagens a cena tridimensional que se deseja descrever é passada para
uma imagem digital em duas dimensões. O conteúdo desta imagem é determinado por uma câmera
virtual (um dispositivo imaginário que projeta a cena para uma de duas dimensões). Depois que
o conteúdo da imagem foi determinado pela câmera, uma matriz de pixels num arquivo ou
na tela deve ser definida para representar a cena. Finalmente, a imagem é produzida
atribuindo-se um valor digital a cada pixel, que representa a parte da cena que é
projetada na vizinhança deste pixel.
O tipo de projeção de uma cena é o modo como a geometria tridimensional desta cena é arranjada numa imagem bidimensional. O objetivo básico é projetar uma matriz de três dimensões de objetos iluminados num plano, e tomar uma área deste plano como sendo uma imagem bidimensional. Estudamos aqui dois tipos de projeção: perspectiva e ortográfica.
Projeção Perspectiva
Na projeção perspectiva, as linhas paralelas de uma cena tridimensional que não são paralelas
ao plano da imagem aparecem na imagem convergindo para um ponto no infinito. Isto faz com que
os objetos que estão distantes do observador numa cena sejam projetados na imagem menores que
aqueles do mesmo tamanho que estão mais próximos ao observador. Imagens de cenas utilizando
projeção perspectiva, aparecem mais realísticas, uma vez que este é o modo com que os olhos
dos seres humanos e também a lente de uma câmera formam imagens.
A seguir, é apresentada uma imagem de um cubo com sua face anterior removida, utilizando-se a projeção perspectiva. Pode ser observado, que a face posterior do cubo aparece menor que a face anterior, comprovando o fato de que objetos mais afastados na cena aparecem na imagem menores do que objetos mais próximos, apesar de eles apresentarem o mesmo tamanho na cena. É possível perceber também, que as linhas paralelas na cena que não são paralelas ao plano da imagem, como é o caso das arestas do cubo que separam suas faces laterais de suas faces superior e inferior, aparecem na imagem como linhas convergentes. Dessa forma, percebe-se claramente que a imagem abaixo representa um cubo.
Projeção Perspectiva de um cubo com a face frontal removida.
Na projeção ortográfica, os pontos de uma cena são projetados ao longo de linhas paralelas no
plano da imagem. As linhas paralelas da cena tridimensional são projetadas como linhas
paralelas na imagem. Selecionando posições diferentes para se observar uma cena, pode-se obter
diferentes vistas bidimensionais dos objetos contidos nesta cena.
Este tipo de projeção é utilizado em desenhos de engenharia e arquitetura para representar um
objeto através de um conjunto de vistas que mantém as proporções relativas do objeto. A
aparência deste objeto pode ser recontruída a partir destas vistas.
A imagem a seguir, apresenta o mesmo cubo com sua face anterior removida porém, utilizando a projeção ortográfica. Observando-se esta imagem, entretanto, dá-se a impressão de que ela representa um quadrado. Este quadrado é, na verdade, a face posterior do cubo. A presença apenas desta face, se deve ao fato de que todas as outras faces do cubo, que seriam visíveis na cena tridimensional, são projetadas perpendiculares ao plano da imagem, e portanto não aparecem, uma vez que se trata de uma imagem bidimensional. Pode-se constatar, então, que todas as linhas paralelas de uma cena tridimensional são projetadas como linhas paralelas no plano da imagem.
Projeção Ortográfica de um cubo com a face frontal removida.
