¿Cómo procesa una computadora un objeto en la pantalla?

¿Todos los gráficos de computadora se representan con polígonos? Lo que quiero decir es que algunas geometrías de computadora están representadas matemáticamente en forma de ecuaciones (por ejemplo, software CAD).

¿La computadora primero tiene que teselar esas geometrías antes de poder representar correctamente la visualización en la pantalla o existen otros métodos para llevar la imagen a la pantalla sin tener que teselar un objeto?

Editar: supongo que se centró más específicamente en la GPU. ¿Cómo dosificar la GPU? ¿Qué tipo de entrada requiere la dosis, es decir, con qué formatos de modelo funciona la GPU? ¿puede usar una representación matemática perfecta directamente o dosificarlo para teselar el modelo en sí antes de renderizarlo en la pantalla o dosificar la GPU? Para empezar, es necesario un modelo teselado.

Además, lo que quiero decir con teselación es la forma en que una computadora descompone una representación matemática de un objeto en una aproximación superficial de polígonos (casi siempre triángulos). Cuantos más polígonos se usen, más cerca estará la superficie del objeto real.

Esto sigue su comentario sobre la respuesta de @ nik:

La gran mayoría de los sistemas CAD utilizan polígonos (triángulos de pozo) para representar sus modelos.

Almacenarán los modelos en una variedad de formas basadas en los modelos CSG (Constructive Solid Geometry) o B-rep (Representación de límites) , por ejemplo, pero cuando se trata de mostrar estos serán facetados y los triángulos enviados a la GPU para dibujar .

Cada sistema tendrá su propia solución para dividir el modelo en triángulos.

No estoy seguro de a qué nivel de curiosidad está haciendo esta pregunta,
pero, en general, lo remitiría a la página de Wikipedia Computer Graphics .

También hay un enlace de Historia crítica de gráficos por computadora y animación .
Puede saltar a la sección de interés desde su página de contenido.

Actualización: Me pregunto si su pregunta se basa en conceptos relacionados con este sitio UnlimitedDetail .

La mayoría de los gráficos 3D actuales se basan en lo que se llama el sistema poligonal; Es un sistema que construye cosas a partir de pequeñas formas planas llamadas polígonos.

...

Los tres sistemas actuales utilizados en gráficos 3D son el trazado de rayos, los polígonos y las nubes de puntos / vóxeles, todos tienen fortalezas y debilidades. Los polígonos funcionan rápido pero tienen una geometría deficiente, el trazado de rayos y los vóxeles tienen una geometría perfecta pero funcionan muy lentamente.

etc ...

Si realmente desea profundizar en la mecánica de la GPU y las técnicas de renderizado, ahora puede encontrar el siguiente libro en línea:

GPU Gems 3, Addison-Wesley Professional (12 de agosto de 2007)

GPU Gems 3 es editado por Hubert Nguyen, Gerente de Educación para Desarrolladores en NVIDIA. Hubert es un ingeniero gráfico que trabajó en el equipo de demostración de NVIDIA antes de pasar a su puesto actual. Su trabajo aparece en las portadas de GPU Gems (Addison-Wesley, 2004) y GPU Gems 2.

GPU Gems 3 es una colección de ejemplos de programación de GPU de última generación. Se trata de poner en funcionamiento el procesamiento paralelo de datos. Las primeras cuatro secciones se centran en aplicaciones gráficas específicas de GPU en las áreas de geometría, iluminación y sombras, renderizado y efectos de imagen. Los temas en las secciones quinta y sexta amplían el alcance al proporcionar ejemplos concretos de aplicaciones no gráficas que ahora pueden abordarse con tecnología de GPU de datos paralelos. Estas aplicaciones son diversas, desde la simulación de cuerpo rígido hasta la simulación de flujo de fluidos, desde la coincidencia de firmas de virus hasta el cifrado y descifrado, y desde la generación de números aleatorios hasta el cálculo del gaussiano.

Las ediciones anteriores también están en línea y todavía son muy dignas de leer:

Gemas GPU: Técnicas de programación, consejos y trucos para gráficos en tiempo real, editado por Randima Fernando, marzo de 2004

GPU Gems 2: Técnicas para programación intensiva de gráficos y computación, editado por Matt Pharr, marzo de 2005

Programación de vértices, geometría y sombreadores de píxeles, segunda edición, por Wolfgang Engel, Jack Hoxley, Ralf Kornmann, Niko Suni y Jason Zink, diciembre de 2008

El último es un borrador desigual de un libro, pero extremadamente valioso en algunos lugares. El capítulo de iluminación de Jack Hoxley brinda explicaciones detalladas de varios modelos de iluminación junto con el código de sombreador en funcionamiento.

Hacer algo siempre significa que usas polígonos. Incluso lo usan los artistas. Polígono significa figura plana. Para crear algo tridimensional, siempre tomas varios polígonos y los juntas. Cuantas más figuras planas use, más detalles puede agregar a su figura tridimensional. Las ecuaciones se utilizan para calcular cosas como, por ejemplo, el resplandor del objeto.

Para comprender completamente este procedimiento, debe leer el artículo de wikipedia nik ya mencionado .

edit .: Ya no estoy seguro de mi interpretación de lo que quieres decir con "teselar un objeto". Si es posible, ¿podría explicarlo en detalle?

A lo largo de la historia de la computación, diferentes GPU han implementado cosas de diferentes maneras, teniendo en cuenta la resolución, precisión, frecuencia de actualización y características de los monitores, así como implementando API nuevas y más interesantes a lo largo del tiempo.

Por ejemplo, algunas GPU proporcionan interfaces de representación de visión del mundo en 3D, mientras que otras son menos capaces.

Los ASIC (y más allá) están en el corazón de cómo las GPU hacen su magia hoy. La capacidad de colocar en silicio tales complejidades como máquinas virtuales completamente en ejecución en una subrutina es lo que hace que ocurra toda la magia. Más allá de la teselación, hay mapeo de superficie, sombreado y mucho más que se manejan dentro de la lógica de la GPU.

¡Espero que esto ayude!
-pbr