I en värld av datordesign är 3D-modellering processen att utveckla grafik och bilder som verkar ha tre dimensioner. Processen är komplicerad, men innebär i allmänhet att koppla ihop en uppsättning punkter med olika geometriska data såsom linjer och krökta ytor med målet att skapa en bredbildsmodell som representerar ett tredimensionellt objekt. Det är populärt inom spel, filmer och andra underhållningsföretag, även om det också har tillämpningar inom medicin och teknik. I de flesta fall kräver det både specialiserad programvara och åtminstone viss kunskap om datorkodning. Designers använder vanligtvis en av fyra huvudsakliga modelleringsmetoder, nämligen polygonal, primitiv, olikformig rationell B-spline, eller splines och patchar. Att välja en metod framför en annan är vanligtvis en fråga om slutmål såväl som mjukvarufunktioner.
Underhållningsapplikationer
Det finns väldigt många applikationer för digital 3D-modellering, även om videospelindustrin är en av de mest kända av många. Designers använder olika tredimensionella modelleringsmetoder för att skapa realistiska karaktärsmodeller som visas på spelkonsoler och online. Slutprodukten kan vara antingen animerad eller livlös, men kännetecknas vanligtvis av dess verklighetstrogna utseende och uppenbara djup – långt ifrån den endimensionella grafiken och tecknade serieliknande animationerna som brukade vara branschstandarden.
Ett antal spelfilmer och filmer använder sig också av 3D-bilder. Detta är kanske mest tydligt i funktioner som är helt datorgenererade, men tekniken har även tillämpningar i live actionfilm. Att faktiskt se den här typen av filmer i tre dimensioner kräver dock ofta speciella skärmar eller betraktningslinser, eftersom de i de flesta fall filmas som vanligt – det vill säga i en dimension. Dataprogrammerare manipulerar sedan filmen till tre dimensioner, vilket kan ge en bredare, mer verklig känsla när den till slut ses.
Inom industrin
Designers använder också denna typ av modellering inom det medicinska området, vanligtvis för att skapa detaljerade modeller av människokroppens organ. Detta kan vara en viktig del av många diagnostiska skanningar och kan i många fall förhindra eller åtminstone fördröja saker som utforskande kirurgi, eftersom läkare kan se vad som händer inuti kroppen med stor precision utifrån. Program i denna kategori används också i stor utsträckning vid fosterövervakning och ultraljudsundersökningar av gravida kvinnor.
Ingenjörssamfundet använder också 3D-program för datorstödd design (CAD) för att skapa tredimensionella modeller av nya enheter, fordon och strukturer; allt från arkitektonisk design till urban rörledningsdynamik kan väckas mer eller mindre till liv med 3D-strukturering. Detta kan inte bara hjälpa designers och planerare att få en känsla för projekt, utan kan också vara ett bra sätt att diagnostisera problem och problem innan de faktiskt uppstår.
Primitiv modellering
Det finns vanligtvis fyra modelleringsmetoder som designers kan välja mellan. Den första och mest grundläggande är känd som den ”primitiva” modelleringsmetoden. Detta är det enklaste sättet att modellera 3D-objekt och involverar användning av geometriska grunder som cylindrar, koner, kuber och sfärer. Formerna här tenderar att vara matematiskt definierade och precisa, vilket gör det lätt att arbeta med i de flesta fall, även för relativt nybörjare. Primitiv modellering används främst för att utveckla 3D-modeller av tekniska applikationer.
Polygonal modellering
Ett lite mer avancerat tillvägagångssätt använder sig av den så kallade ”polygonala” metoden. Polygonal modellering innebär att linjesegment förbinds genom punkter i ett 3D-rum. Dessa punkter i rymden är också kända som hörn. Polygonala modeller är mycket flexibla och kan renderas av en dator mycket snabbt. Man kan dock inte skapa en exakt krökt yta med polygonal 3D-modelleringsteknik, vilket begränsar dess användbarhet i vissa applikationer.
NURBS modellering
Olikformig rationell B-spline-modellering, även känd som NURBS-metoden, är ett av de bästa sätten för utvecklare att skapa riktigt böjda släta ytor. Till skillnad från polygonala modelleringstekniker, som bara kan approximera krökta ytor med hjälp av många polygoner, ”böjer” NURBs modellering faktiskt utrymmet. Denna stil av modellering används i stor utsträckning på de flesta plattformar.
Splines och patchar modellering
En mer avancerad form av NURBS-modellering är ”splines and patches”-metoden. Denna typ av program tillåter utvecklare att använda böjda linjer för att identifiera och projicera den synliga ytan. Det tar ofta mer tid att bygga och utföra kommandon i denna kategori, men resultaten tenderar att vara några av de mest levande och verklighetstrogna.
Programvarukrav
3D-modellering är vanligtvis lättast att göra med program som har utformats uttryckligen för detta ändamål. Maya® och 3DS Max® är två exempel; det finns många där ute. Medan de flesta tredimensionella mjukvarusviter är ganska dyra, finns det också ett antal öppen källkodsprogram som är tillgängliga gratis. Oavsett deras specifikationer följer de flesta polygonala och NURBS-modelleringsmetoder. Vissa har också specifikationer för att skapa komplicerade material som regn, moln och blåsande sand, som vanligtvis använder sig av ett partikelsystem för att göra modelleringsprocessen enklare. Det finns också några scenbeskrivningsspråk som POV-Ray som 3D-modellerare ofta använder.