La synthèse d’images est une des disciplines de l’infographie, elle consiste en la création assistée par ordinateur d’images numériques. Ces images sont appelées images de synthèse. 

Si la qualité et la puissance des matériels informatiques sur lesquels les premières images ont été conçues (dans les années 1960), que ce soit pour le calcul des images ou pour leur affichage, ne permettaient pas le photoréalisme, la grande tendance des années 1980 fut vers un certain photoréalisme. 
Celle-ci étant quasiment atteinte dans les années 1990 (en temps différé), voire en temps réel (années 2000), on observe un retour à une certaine liberté graphique dans la conception des images. 

Différence entre une image 2D et 3D

Au final, on a une image 2D. Cette image aurait très bien pu être dessinée directement en 2D, mais elle a été calculée, générée à partir du modèle 3D. 
Le monde de la 3D en images de synthèse est, effectivement, mathématiquement réel. Mais le mécanisme ici est inversé, tel un dessinateur reproduisant sur papier carton une œuvre sculptée sous tous ses angles. L’image en deux dimensions résultant du rendu d’une scène tridimensionnelle n’est autre que le sous-produit de ce monde virtuel « filaire ». Les possibilités de cette technologie sont infinies, tout comme un artiste dessinateur pourrait reproduire la réalité sous une infinité d’angles et de paramètres différents. 
Contrairement à une image 3D classique, une image 3D volumétrique (ou volumique), donne une valeur à tous les points de l’espace (calculs matriciels). Ceux-ci sont tous reliés (ou non) entre eux afin de constituer des polygones que l’on appelle communément des facettes. Ces facettes interconnectées entre elles à leur tour, constituent au final l’objet 3D en question. Par ailleurs, d’autres points peuvent se trouver eux aussi à l’intérieur même de l’objet, ceux-là même auxquels on peut attribuer des fonctions spécifiques supplémentaires, conférant à l’objet une impression de masse en plus du volume (ex. : Objet plein / Objet creux). (Source : Wikipedia)