Modelowanie komputerowe i skomputeryzowana grafika trójwymiarowa opierają się na szeregu punktów na powierzchni w celu prawidłowego renderowania. Punkty wielowymiarowe dostarczają komputerom informacji niezbędnych do odtworzenia fizycznego obiektu na trójwymiarowej płaszczyźnie cyfrowej. Punkty skojarzone z konkretnym modelem, obrazem lub inną grafiką są zdefiniowane przez współrzędne X, Y i Z. Wszystkie współrzędne odnoszące się do takiego obrazu zawarte są w koncepcji zwanej chmurą punktów. Chmury punktów reprezentują wszystkie współrzędne, które pomagają zilustrować zewnętrzną powierzchnię trójwymiarowego obiektu.
Branże takie jak produkcja wykorzystują chmurę punktów do inżynierii odwrotnej, zapewniania jakości, dostosowywania i projektowania produktów. Korzystając z modeli projektowania wspomaganego komputerowo (CAD), konkretną część można zeskanować i przeanalizować pod kątem dokładności i standaryzacji. Gotowa część, po zeskanowaniu i przekonwertowaniu na serię współrzędnych, powinna pasować do modeli CAD po nałożeniu renderowania. W produkcji medycznej zastosowanie podobnego modelowania 3D może pomóc w dostosowaniu urządzeń medycznych do potrzeb konkretnych pacjentów. Obrazowanie medyczne, takie jak skany 3D skomputeryzowanej tomografii osiowej (CAT), również wykorzystuje takie techniki kompresji danych do konwersji i kompilacji obrazów w trójwymiarowy lub czterowymiarowy model komputerowy.
Sama chmura punktów nie zapewni komputerowej rekonstrukcji obiektu. Zamiast tego do tworzenia modelu wykorzystuje się chmury punktów przy użyciu różnych metod rekonstrukcji powierzchni. Na przykład model siatki trójkątów łączy wierzchołki za pomocą serii trójkątów, aby renderować szorstki kontur powierzchni obiektu. Modele powierzchni CAD i niejednorodne racjonalne splajny bazowe (NURBS) są również powszechnie kojarzone z różnymi zastosowaniami i metodologiami rekonstrukcji powierzchni.
Trójwymiarowe renderowanie nie jest jedynym zastosowaniem chmury punktów. Podczas renderowania powierzchni obiektu dodanie informacji o kolorze lub teksturze skutkuje powstaniem czterowymiarowej chmury punktów. Takie dodatkowe informacje pozwalają użytkownikom na większą sprawność w pracy z rekonstruowanymi obrazami i powierzchniami obiektów. Obrazy wykorzystujące chmurę punktów z informacjami o kolorze umożliwiają oprogramowaniu do przetwarzania danych rekonstrukcję bardziej realistycznego modelu komputera.
Zbieranie skanów do konwersji na chmurę punktów wymaga specjalistycznego sprzętu w celu dostarczenia szczegółowych informacji potrzebnych do rekonstrukcji. Potrzebne są specjalne kamery 3D, skanery laserowe i inne urządzenia, a także pewna forma struktury przetwarzania do interpretacji i renderowania danych chmury punktów. Niektóre programy komputerowe mogą renderować modele chmury punktów na podstawie syntetycznych zmiennych wejściowych. Przetwarzanie syntetycznej chmury punktów dodatkowo rozszerza możliwości modelowania komputerowego dla produkcji, urządzeń medycznych, grafiki generowanej komputerowo dla filmu oraz wirtualnego świata lub tworzenia środowiska wirtualnego.