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La synthèse d'images tridimensionnelles souvent abrégée 3D (3D pour trois dimensions : x, y, z, les trois axes qui constituent le repère orthonormé de la géométrie dans l'espace) est un ensemble de techniques notamment issues de la CAO qui permet la représentation d'objets en perspective sur un moniteur d'ordinateur. Elle est actuellement très utilisée en art numérique dans l'industrie du film, initiée par les studios Pixar, Disney, DreamWorks, Blue Sky, Illumination et ILM et, depuis 1992, dans beaucoup de jeux vidéo[réf. nécessaire]. Il convient de ne pas faire la confusion avec les termes 3D relatifs au relief ou à la stéréoscopie.

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