3D attēlveidošana ir process, lai atveidotu trīsdimensiju attēlu uz divdimensiju virsmas, radot optisku dziļuma ilūziju. Parasti 3D attēlveidošanā trīsdimensiju objekta fotografēšanai izmanto divus nekustīgu vai kustību kameru objektīvus, kas atrodas nelielā attālumā viens no otra. Process efektīvi dublē cilvēka acu stereoskopisko redzi. Attēls tiek reproducēts kā divi plakani attēli, kurus skatītāju acis redz atsevišķi, radot vizuālu dziļuma ilūziju, jo viņu smadzenes apvieno attēlus vienā.
Vieta, kur kreisais un labais attēls pārklājas, ir konverģences punkts. Šis punkts parasti ir attēla priekšmets, jo tā ir attēla skaidrākā daļa. Šķiet, ka virsmas ekrānā atrodas objekti konverģences punktā. Tā kā 3D attēlveidošanas objekti virzās tālāk no konverģences punkta, tie parādās vai nu tuvāk vai tālāk no skatītāja, radot dziļuma ilūziju.
3D attēlveidošana tiek veidota vai nu kā divi atsevišķi attēli, kas tiek skatīti blakus, vai kā viens attēls ar diviem pārklājošiem elementiem. Stereoskopijā divas statiskas fotogrāfijas tiek novietotas blakus un skatītājs skatās kreiso un labo attēlu ar katru aci atsevišķi. Stereo fotogrāfija aizsākās agrīnā fotogrāfijas attīstībā. Šis ir vienkāršāks 3D attēlu veidošanas process, kurā ir nepieciešamas tikai divas nekustīgas kameras, lai izveidotu divus statiskus attēlus. Šos attēlus var skatīt arī katra acs neatkarīgi, neizmantojot optisko aprīkojumu.
Stereoskops ir ierīce, kas glabā stereoskopiskos attēlus vienā kartē vai projicē tos atbilstošā attālumā, lai skatītājs varētu redzēt attēlus trīs dimensijās. Lai redzētu attēlu trīs dimensijās bez stereoskopa, skatītājs var aplūkot abus blakus esošos attēlus un šķērsot acis, līdz attēli saplūst. Kombinētajā pārklājumā parādās trīs attēli, no kuriem vidus parādās trīs dimensijās.
Atsevišķi 3D attēli, piemēram, tie, kas tiek izmantoti 3D filmās, tiek projicēti uz ekrāna un parasti tiek skatīti ar specializētu optisko aprīkojumu, piemēram, 3D brillēm vai polarizētām lēcām, kas sadala divus attēlus katrai acij. Ar neapbruņotu aci šie attēli izskatās kā dubultā ekspozīcija. Agrīnās 3D filmās tika izmantoti sarkani un ciāna filtri. 3D brillēm bija sarkanas un ciānas lēcas, noņemot attēlu, ko radījis otrs filtrs, radot atsevišķu attēlu katrai acij.
Tā vietā mūsdienu 3D attēlveidošana sadala attēlu ar polarizētu lēcu palīdzību. Process būtībā ir tāds pats, taču tas neizkropļo attēla krāsas, kā to dara sarkanie un ciāna filtri. Programmatūras rada 3D attēlus ar dažādām metodēm, lai radītu kustības ilūziju, pārvietojot objektus skatam tuvāk nekā tālākus.