Công nghệ mô phỏng hình ảnh bằng máy tính

Công nghệ mô phỏng hình ảnh bằng máy tính (tiếng Anh: Computer-generated imagery) (viết tắt là CGI) (đọc là /siːʤiːˈʌɪ/) là một ứng dụng của đồ hoạ máy tính nhằm tạo ra hoặc sửa đổi hình ảnh trong nghệ thuật, sản phẩm truyền thông in ấn, trò chơi điện tử, phim, chương trình truyền hình, sản phẩm thương mại trên truyền hình, và công nghệ mô phỏng. Khung cảnh trực quan này có thể là động hoặc tĩnh, và có thể là dạng hai chiều (2D), mặc dù thuật ngữ "CGI" thường được sử dụng để chỉ đồ hoạ máy tính 3D nhằm tạo ra các cảnh hay hiệu ứng đặc biệt trong phim ảnh và truyền hình. Chúng cũng có thể được sử dụng bởi đối tượng người dùng gia đình và được chỉnh sửa trên các phần mềm như Windows Movie Maker hay iMovie.
Thuật ngữ hoạt hình máy tính (computer animation) dùng để chỉ công nghệ CGI động vốn tạo ra các sản phẩm như phim ảnh chẳng hạn. Còn thuật ngữ thế giới ảo (virtual world) ám chỉ các môi trường tương tác, dựa trên công nghệ này.
Các phần mềm đồ hoạ máy tính được sử dụng để tạo ra các hình ảnh mô phỏng trên máy tính cho phim, v.v... Sự sẵn có và phổ biến của các phần mềm ứng dụng CGI và tốc độ máy tính ngày càng cao cho phép cá nhân các nghệ sĩ và các công ty nhỏ sản xuất các phim có tính chuyên nghiệp cao, trò chơi điện tử và các sản phẩm nghệ thuật từ chính các máy tính trong gia đình của họ. Điều này đã mang lại một nền văn hoá thứ cấp là Internet với những người nổi tiếng trên toàn cầu, những câu nói và các thuật ngữ kỹ thuật của riêng nó.

Các khung cảnh kiến trúc

Các kiến trúc sư hiện đại sử dụng các dịch vụ của các hãng đồ hoạ máy tính nhằm tạo ra các mẫu vẽ ba chiều cho cả khách hàng và thợ xây. Các mẫu vẽ mô phỏng bằng máy tính có thể sẽ chính xác hơn các bản vẽ truyền thống. Hoạt hình kiến trúc (vốn cung cấp các đoạn phim hoạt hình về các toà nhà, thay cho các ảnh tương tác) cũng có thể được sử dụng để quan sát những mối quan hệ có thể xảy ra của một toà nhà với môi trường và các công trình xung quanh. Việc kiến tạo các không gian kiến trúc mà không dùng giấy và bút chì hiện đã được chấp nhận rộng rãi với nhiều hệ thống thiết kế kiến trúc có sự hỗ trợ của máy tính.
Các công cụ tạo mẫu kiến trúc cho phép các kiến trúc sư hoạt hoạ trực quan một không gian cụ thể và có thể "đi trong" không gian ấy với độ tương tác cao, từ đó mang lại "các môi trường tương tác" cả ở cấp độ đô thị và các toà nhà riêng lẻ. Các ứng dụng cụ thể trong kiến trúc không chỉ bao gồm đặc điểm kỹ thuật của các cấu trúc toà nhà như tường và cửa sổ, mà còn có các hiệu ứng ánh sáng và thấy được ánh nắng mặt trời tác động thế nào tới một thiết kế cụ thể vào các thời điểm khác nhau trong ngày.
Các công cụ tạo mẫu kiến trúc ngày nay ngày càng dựa trên Internet nhiều hơn. Tuy nhiên, chất lượng của các hệ thống dựa trên Internet vẫn còn thua kém so với các hệ thống tạo mẫu nội bộ phức tạp.
Trong một số ứng dụng, các hình ảnh kiến tạo bằng máy tính được dùng để tái tạo lại hình ảnh trong quá khứ của một công trình kiến trúc lịch sử nào đó. Thí dụ, một phiên bản dựng lại bằng máy tính của một tu viện ở Georgenthal của Germany dựa trên những tàn tính của tu viện này, cho phép người xem được "thấy và cảm nhận" tu viện đó trông như thế nào vào thời xưa.

Mô phỏng hình ảnh của vải và da

Các mẫu vẽ của các loại vải thông thường được chia làm ba nhóm: cấu trúc hình học máy móc ở các đường chỉ cắt nhau, thứ hai là cấu trúc cơ học của các tấm vải xếp liên tục có tính đàn hồi và thứ ba là các tính năng hình học vĩ mô của vải. Đến thời điểm hiện nay, tạo vải và quần áo cho một nhân vật kỹ thuật số có thể gấp nếp một cách tự nhiên vẫn còn là thử thách với nhiều họa sĩ hoạt hình.
Cùng với việc sử dụng kỹ thuật này trong phim ảnh, quảng cáo và các loại hình khác của truyền thông/trưng bày đại chúng, các hình ảnh vải và quần áo được tái tạo bằng máy tính hiện được rất nhiều hãng thiết kế thời trang hàng đầu sử dụng thường xuyên.
Thử thách trong việc tái tạo hình ảnh da người bao gồm ba cấp độ "thực tế" khác nhau: hình ảnh thực tế trong việc tái tạo da thật ở dạng tĩnh; tính chất sinh lý thực tế trong việc tái tạo các chuyển động của nó và công năng thực tế trong việc tái tạo các phản ứng của da người trước các tác động từ bên ngoài.