Прежде всего хочу отметить что технологии 3D и аббревиатура 3D широко входят в нашу жизнь начиная с уловок маркетологов "тушь 3D", "шампунь 3D", "кино 3D", "панель 3D" и т.п, заканчивая компьютерными играми всевозможными гаджетами. 3D это уже своего рода бренд добавляя который к названию товара повышается его сбыт. Так что такое 3D на самом деле все просто 3D - это сокращение английского термина Three-dimensional который обозначает трех мерный, т.е объект лежащий в 3 координатных осях X, Y, Z. Соответственно 2D это двухмерный т.е. объект находящийся в двух осях координат и т.п.

Что же тогда 3D визуализация? Визуализация - это процесс наглядного (в виде изображений) представления всевозможной информации, визуализация является очень эффективным способом представления информации т.к. зрение дает человеку примерно 90% информации. Соответственно 3D визуализация - это процесс представления информации с использованием технологий трехмерной графики.

В основе технологий 3D графики лежит математика, которая описывает объекты в виде координат, свойств и т.п. Процесс получения изображений на основе 3D моделей называется рендерингом.

Другими словами что пользователь видит на картинке полученной в результате 3D визуализации это грубо говоря «окно» через которое он смотрит на пространство описанное огромным количеством координат и свойств объектов. Т.е. 3D пространство (модель) это своего рода «имитация реальности» смоделированное по средствам математического описания объектов и свойств.

«Как это сложно и скорее всего, дорого» - скажите Вы, «зачем это нужно ведь есть замечательный фотошоп в котором можно "подрисовать" что угодно...». Насчет того что это не дешево Вы скорее всего правы, и не просто тоже соглашусь. Но есть великое множество программ (например Autodesk 3ds max) которые помогают создавать 3D пространства "внутри компьютера" без углубления в математику и т.п. сложные науки. Но эти программы, конечно же, сами не могут создавать "3д пространства", т.к. программа и компьютер это всего лишь средство, инструмент по средствам которого оператор может получить результат. Изучение и овладение техниками 3D моделирования и 3D визуализации процесс трудоемкий и требующий затрат как интеллектуальных так и финансовых поэтому труд "оператора" программы оценивается достаточно недешево, к тому же для изготовления 3D визуализаций требуется достаточно мощная техника и программы стоят тоже недешево.

Так зачем же тогда 3D визуализация нужна? Прежде всего, думаю, следует вспомнить фильмы, компьютерные игры, реконструкции исторических событий, воссозданные изображения утраченных памятников культуры и предметов и т.п. Но помимо развлекательного, художественного и культурного применение у 3D визуализации есть еще практическое применение. Например, Вы производите товар или хотите привлечь инвестиции к реализации Вашего проекта или идеи, на руках у Вас есть чертежи схемы, фото продукции, идеи и масса энтузиазма) Вы специалист в  своей области и легко ориентируетесь в своих чертежах схемах и т.п., в деталях представляете свой проект… Но потенциальный потребитель или инвестор вовсе не обязан уметь читать чертежи, схемы разбираться в тонкостях проекта или технологии... у него есть своя профессия, в которой он специалист и ему нужно предоставить информацию в удобной для понимания форме.

Задачу донести тонкости вашего проекта или продукции потенциальному потребителю или инвестору в удобной для восприятия форме (в виде цветных изображений, видео) помогает решить 3D визуализация. Т.к. 3D модель это своего рода имитация реальности, изображения получаются достаточно достоверными и понятными любому человеку, а следовательно если потребителю понятен Ваш продукт или проект то ему проще принять решение в пользу вашего продукта.

На рынке есть масса примеров когда потребители отдают свое предпочтение продуктам с привлекательным дизайном, чем нежели более функциональным и дешевым продуктам с менее привлекательным дизайном.

Использование 3D моделей позволяет показать объект со всех сторон, менять ракурс, поворачивать, вносить коррективы и т.п в отличии от таких средств как фотошоп в котором чтобы показать объект с другого ракурса необходимо все "перерисовывать" заново.

Также следует отметить что 3д модели произведенные для 3д визуализации, возможно, использовать потом многократно в том числе и для изготовления прототипов и макетов.