În lumea designului computerizat, modelarea 3D este procesul de dezvoltare a graficelor și imaginilor care par să aibă trei dimensiuni. Procesul este complicat, dar în general implică conectarea unui set de puncte cu diverse date geometrice, cum ar fi linii și suprafețe curbe, cu scopul de a crea un model cu cadru largi care să reprezinte un obiect tridimensional. Este popular în jocuri, filme și alte proiecte de divertisment, deși are și aplicații în medicină și inginerie. În cele mai multe cazuri, necesită atât software specializat, cât și cel puțin cunoștințe de codificare computerizată. Designerii folosesc de obicei una dintre cele patru metode principale de modelare, și anume poligonală, primitivă, B-spline rațională neuniformă sau spline și patch-uri. Alegerea unei metode față de alta este de obicei o chestiune de obiective finale, precum și de capabilitățile software.
Aplicații de divertisment
Există o mulțime de aplicații pentru modelarea digitală 3D, deși industria jocurilor video este una dintre cele mai frecvent recunoscute de mulți. Designerii folosesc diverse metode de modelare tridimensională pentru a crea modele realiste de personaje care apar pe consolele de jocuri și online. Produsul final poate fi fie animat, fie neînsuflețit, dar este caracterizat de obicei prin aspectul său real și profunzimea aparentă – foarte departe de grafica unidimensională și animațiile asemănătoare desenelor animate care au fost standardul industriei.
Un număr de filme și filme folosesc, de asemenea, imaginile 3D. Acest lucru este poate cel mai ușor evident în caracteristicile care sunt complet generate de computer, dar tehnologia are aplicații și în filmele de acțiune live. De fapt, vizionarea acestor tipuri de filme în trei dimensiuni necesită adesea ecrane speciale sau lentile de vizionare, însă, deoarece în cele mai multe cazuri sunt filmate în mod normal, adică într-o singură dimensiune. Programatorii de computer manipulează apoi filmul în trei dimensiuni, ceea ce poate oferi o senzație mai amplă și mai reală atunci când este vizionat în cele din urmă.
În industrie
Designerii folosesc și acest tip de modelare în domeniul medical, de obicei pentru a crea modele detaliate ale organelor corpului uman. Aceasta poate fi o parte importantă a multor scanări de diagnostic și poate preveni sau cel puțin întârzia lucruri precum intervenția chirurgicală exploratorie, deoarece profesioniștii medicali pot vedea ce se întâmplă în interiorul corpului cu multă precizie din exterior. Programele din această categorie sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în monitorizarea fetală și scanările cu ultrasunete ale gravidelor.
Comunitatea de ingineri folosește, de asemenea, programe 3D de proiectare asistată de computer (CAD) pentru a crea modele tridimensionale de noi dispozitive, vehicule și structuri; totul, de la designul arhitectural la dinamica conductelor urbane, poate fi adus mai mult sau mai puțin la viață cu structurarea 3D. Acest lucru nu numai că îi poate ajuta pe designeri și planificatori să aibă o idee despre proiecte, dar poate fi și o modalitate bună de a diagnostica problemele și problemele înainte ca acestea să apară efectiv.
Modelare primitivă
Există de obicei patru metode de modelare dintre care designerii pot alege. Prima și cea mai de bază este cunoscută ca metoda de modelare „primitivă”. Acesta este cel mai simplu mod de modelare a obiectelor 3D și implică utilizarea elementelor geometrice de bază, cum ar fi cilindri, conuri, cuburi și sfere. Formele de aici tind să fie definite matematic și precise, ceea ce face ușor de lucrat în majoritatea cazurilor, chiar și pentru începători. Modelarea primitivă este utilizată în principal în dezvoltarea modelelor 3D ale aplicațiilor tehnice.
Modelare poligonală
O abordare puțin mai avansată folosește ceea ce este cunoscut sub numele de metoda „poligonală”. Modelarea poligonală implică conectarea segmentelor de linie prin puncte dintr-un spațiu 3D. Aceste puncte din spațiu sunt cunoscute și sub denumirea de vârfuri. Modelele poligonale sunt foarte flexibile și pot fi redate de un computer foarte rapid. Cu toate acestea, nu se poate crea o suprafață curbă exactă folosind tehnica de modelare 3D poligonală, ceea ce îi limitează utilitatea în anumite aplicații.
Modelare NURBS
Modelarea rațională B-spline neuniformă, cunoscută și ca metoda NURBS, este una dintre cele mai bune modalități pentru dezvoltatori de a crea suprafețe netede cu adevărat curbate. Spre deosebire de tehnicile de modelare poligonală, care pot aproxima doar suprafețele curbe folosind numeroase poligoane, modelarea NURB de fapt „îndoaie” spațiul. Acest stil de modelare este utilizat pe scară largă pe majoritatea platformelor.
Modelare spline și patch-uri
O formă mai avansată de modelare NURBS este metoda „splines și patch-uri”. Acest tip de program permite dezvoltatorilor să folosească linii curbe pentru a identifica și proiecta suprafața vizibilă. Adesea, este nevoie de mai mult timp pentru a construi și executa comenzi din această categorie, dar rezultatele tind să fie unele dintre cele mai vii și mai realiste.
Cerințe software
Modelarea 3D este, de obicei, cel mai ușor de realizat cu programele software care au fost concepute special în acest scop. Maya® și 3DS Max® sunt două exemple; sunt multe acolo. În timp ce majoritatea suitelor de software tridimensionale sunt destul de scumpe, există și o serie de programe open source care sunt disponibile gratuit. Indiferent de specificațiile lor, majoritatea urmează metode de modelare poligonală și NURBS. Unele au, de asemenea, specificații pentru crearea de materiale complicate, cum ar fi ploaia, norii și nisipurile suflate, care folosesc de obicei un sistem de particule pentru a ușura procesul de modelare. Există, de asemenea, câteva limbaje de descriere a scenei, cum ar fi POV-Ray, pe care modelatorii 3D le folosesc frecvent.