3D模型

3D 模型通常用于视频游戏、模拟、3D 编辑、CAD 和其他计算机图形应用程序。 3D 模型可以包含对象、角色甚至整个 3D 场景的 3D 表示，并且可以应用材质、灯光和动画以使其非常逼真。

顶点和面

任何基于网格的 3D 模型的核心都是顶点和面。顶点是 3D 空间中的一个点，模型将包含数千甚至数百万个顶点。没有任何面，仅由顶点组成的 3D 网格通常称为点云，如果渲染到计算机屏幕上，它将显示为 3D 对象的一般形状中的一组点。

除了顶点之外，3D 模型网格还包含面，有时称为曲面。面将顶点连接在一起以定义 3D 对象的基本形状。一个面至少由三个点组成，形成一个三角形网格；但是，某些 3D 模型格式，例如OBJ支持三个以上的面。除了面部之外，3D 模型还包含面部法线。这些只是定义面部指向方向的矢量，主要由 3D 渲染软件用来确定面部是朝前还是朝后。

渲染为点云的茶壶

茶壶渲染为线框

使用网格面渲染的茶壶

在大多数 3D 模型格式中，顶点存储在连续列表中，构成面的点被定义为该列表中的偏移量。这允许多个面使用一个顶点，而无需多次定义它。有某些较旧的 3D 格式，例如 STL，不使用这种索引方法，而是简单地为每个面指定三个顶点，忽略这可能导致的数据重复。

材质和纹理

顶点和面定义了 3D 模型的整体大小和形状，现在我们来看看 3D 模型如何定义其外观。这就是材质发挥作用的地方。基本材质可以包含颜色，并且此材质可以应用于 3D 模型的单个顶点、面或部分。可以使用纹理图像文件定义更复杂的材质。

Vertex 材料

对将材质应用于各个顶点的支持并不普遍，仅支持某些格式，例如WRL和3MF ，能够做到这一点。使用顶点材质，可以在面上不同点的颜色之间创建平滑过渡。

面料

大多数 3D 模型格式都支持面材质，从而可以对 3D 模型的外观进行精细控制。在大多数支持面材质的 3D 模型格式中，通常会为每个面分配一个要使用的材质的索引，以确保不会重复材质信息。这里我们有一个立方体 3D 模型的示例，第一张图像使用顶点颜色显示立方体。第二张图片显示了使用的单色表面材质，而最终图像显示了使用纹理材质的 3D 立方体。