电脑能够生成三维图像的核心原理在于数学建模与人类视觉系统的协同作用。以下是具体分析：

一、数学建模基础

几何表示

三维图像通过多边形网格构建物体形状，这些多边形在三维空间中通过坐标系统定位。通过调整多边形的顶点坐标，可以精确控制物体的形状和结构。

坐标变换与视角调整

为了实现从不同视角观察物体的效果，需对三维坐标进行变换，将物体从局部坐标系转换到以显示器为中心的标准化坐标系（如Z轴代表景深）。这一过程确保了无论观察角度如何变化，物体都能保持合理的比例和形态。

Z轴消隐与场景渲染

通过Z轴消隐算法，计算机确定哪些物体在当前视角下可见，避免冗余渲染。随后，通过贴图技术为模型添加纹理和材质，增强真实感。

二、视觉感知机制

近大远小原理

人眼通过色彩、明暗差异感知立体感，计算机通过调整物体距离（Z轴坐标）和添加阴影效果，模拟这一生理现象，使二维屏幕呈现三维效果。

光线追踪与阴影生成

计算机模拟光线传播路径，计算物体表面的光照效果和阴影分布，进一步增强场景的立体感和真实度。

三、技术实现支撑

专业软件与硬件

三维建模软件（如Maya、3ds Max）提供高效工具，支持复杂模型创建和动画设计；高性能显卡和处理器加速渲染过程，确保流畅性。

虚拟现实（VR）与增强现实（AR）

结合传感器技术，三维图像可实时调整以匹配用户视角，提供沉浸式体验。

总结

电脑生成三维图像是通过数学建模（如多边形网格、坐标变换）与视觉感知原理（如近大远小、光线追踪）的结合实现的。同时，硬件性能的提升和软件技术的进步进一步推动了三维图像质量的提升，使其在影视、游戏、教育等领域得到广泛应用。