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Direct3D es parte de DirectX (conjunto de bibliotecas para multimedia) siendo propiedad de Microsoft. Consiste en una interfaz de programación de aplicaciones (API) para gráficos 3D. Está disponible para los sistemas Windows de 32 y 64 bits, así como para las consolas de la línea Xbox
El objetivo de esta API es facilitar el manejo y trazado de entidades gráficas elementales, como líneas, polígonos y texturas, en cualquier aplicación que despliegue gráficos en 3D, así como efectuar de forma transparente transformaciones geométricas sobre dichas entidades. Direct3D provee también una interfaz transparente con el hardware de aceleración gráfica.
Se usa principalmente en aplicaciones donde el rendimiento es fundamental, como los videojuegos, aprovechando el hardware de aceleración gráfica disponible en la tarjeta gráfica.
El principal competidor de Direct3D es OpenGL y su sucesor Vulkan, desarrollado originalmente por Silicon Graphics Inc.