VoidVolker

Ну, точно так же, как например куча точек образует линию, а куча линий - плоскость, соответственно плоскости - трехмерное пространство. А трехмерное - четырехмерное и так далее. Или, например, как куча двухмерных листов в книге образуют трехмерную книгу. Условно и упрощенно, можно представить каждое пространство в виде куба, соответственно несколько трехмерных пространств можно представить в виде нескольких кубов расположенных рядом. Еще отличный пример проекция тессеракта, четырехмерного куба:

Должен уметь делать то же самое, что и любой не питон-разработчик ПО. ЯП - лишь инструмент. Программирование и разработка ПО - проектирование и реализация алгоритмов в рамках требований задачи и возможностей используемых инструментов.

Очень советую обратить внимание на советские учебники по математике - 50-80-х годов как на дополнительный источник знаний, как минимум. Можно как с инета скачать так и в любом книжном найти, торгующем старыми книгами. Советская школа в свое время была одной из сильнейших в мире - общепризнанный факт. Да, там не будет каких-то новомодных и современных тем типа теории криптовалют - для этого есть гугл, но вот основательную и серьезную математическую базу она даст 100%. А имея базу - вполне можно самостоятельно или с минимальной помощью разобраться в любой более продвинутой теме. Ну и плюс, сейчас очень много отличных обучающих видео на ютюб в формате онлайн-лекций, где популярно все разжевывают.

Единственный быстрый способ научиться быстро запоминать - тренировать память и развивать мозг.

Давно уже используется. Процедурные текстуры и векторная графика в том или ином виде есть во многих современных играх. Давно уже есть компактные и вполне себе полноценные 3D игры весом в несколько мегабайт. ЕМНИП, лет 7-10 назад видел демо игрового движка, который использовал все это и да еще и именно фрактальную графику использовал и как результат он прекрасно переваривал разные масштабы сцены и легко и плавно между ними переходил. У каждого подхода свои плюсы и минусы. Растровая графика требует много памяти и хватает слабого процессора, векторная графика требует очень мало памяти и более мощный процессор. В итоге все сводится к соотношению времени "загрузка изображения с диска в память и отрисовка на экране" vs "вычислить цвет в определенной точке по формуле или набору формул и отрисовке на экране".

Если объем отображаемых данных небольшой(менее 100 точек), то можно использовать SVG библиотеки (я например использовал C3.js - очень юзабельная либа, оcнована на D3). Если же точек много - то лучше выбирать графики с отрисовкой в CANVAS.

Стандартный школьный курс математики и физики, затем стандартный ВУЗовский курс математики и физики - это уже по желанию. В типичных случаях школьного курса будет достаточно. А вот например программирование 3D графики уже требует более глубокого понимания математики и физики - да-да, понимание физики и умение решать физические задачи тоже необходимо (например банальный тетрис - там физика есть, хоть и простая, но есть). Тригонометрия, матрицы, кватернионы, графы, теория вероятности - это все есть и используется в 3D графике. А в играх еще и теории ИИ, поиска путей, а в некоторых случаях и многомерные пространства и не-евклидова геометрия. Ну и остальные разделы математики - уже по ситуации. Например в исследовательских приборах или МК тоже часто встречается специфическая математика и физика, которые надо рассчитывать.

Вот тут есть подробный мануал по вращению объектов, матрицам, углам Эйлера и кватернионам.