3D model

3D modely se často používají ve videohrách, simulacích, 3D úpravách, CAD a dalších aplikacích počítačové grafiky. 3D model může obsahovat 3D reprezentaci objektu, postavy nebo dokonce celé 3D scény a mohou na ně být použity materiály, osvětlení a animace, aby byly velmi realistické.

Vrcholy a plochy

Základem každého modelu založeného na 3D síti jsou vrcholy a plochy. Vrchol je bod ve 3D prostoru a model jich bude obsahovat mnoho tisíc nebo dokonce miliony. Bez jakýchkoli ploch se 3D síť tvořená pouze vrcholy běžně nazývá a Mrak bodů a pokud je vykreslen na obrazovce počítače, zobrazí se jako seskupení bodů v obecném tvaru 3D objektu.

Spolu s vrcholy bude síť 3D modelu obsahovat také plochy, někdy označované jako plochy. Plochy jsou to, co spojuje vrcholy dohromady, aby definovaly základní tvar 3D objektu. Obličej se bude skládat minimálně ze tří bodů, čímž vznikne trojúhelníková síť; nicméně některé formáty 3D modelů, jako např OBJ podporují více než třístranné tváře. Spolu s plochami bude 3D model obsahovat také normály ploch. Jsou to jednoduše vektory, které definují směr, kterým obličej ukazuje, a jsou primárně používány 3D renderovacím softwarem k určení, zda je obličej obrácený dopředu nebo dozadu.

Čajová konvice vykreslená jako mrak bodů

Čajová konvice vykreslená jako drátěný model

Čajová konvice vykreslená se síťovinou

Ve většině formátů 3D modelů jsou vrcholy uloženy v souvislém seznamu a body, které tvoří plochy, jsou definovány jako odsazení do tohoto seznamu. To umožňuje, aby byl vrchol použit více plochami, aniž by bylo nutné jej definovat více než jednou. Existují určité starší 3D formáty, jako je STL, které tento indexovaný přístup nepoužívají a jednoduše určují tři vrcholy na plochu, přičemž ignorují duplicitu dat, kterou to může způsobit.

Materiály a textury

S vrcholy a plochami definujícími celkovou velikost a tvar 3D modelu se nyní podíváme na to, jak 3D modely definují svůj vzhled. Zde vstupují do hry materiály. Základní materiál může obsahovat barvu a tento materiál lze aplikovat buď na jednotlivé vrcholy, plochy nebo části 3D modelu. Složitější materiály lze definovat pomocí souborů obrázků textur.

Materiály Vertex

Podpora nanášení materiálu na jednotlivé vrcholy není univerzální, pouze u určitých formátů, jako např WRL a 3MF, být schopen to udělat. Pomocí vertexových materiálů je možné vytvářet hladké přechody mezi barvami různých bodů na obličeji.

Obličejové materiály

Většina formátů 3D modelu podporuje materiály plochy, což umožňuje jemnou kontrolu nad vzhledem 3D modelu. Ve většině formátů 3D modelů, které podporují materiály plochy, bude každé ploše obvykle přiřazen index materiálu, který má být použit, což zajišťuje, že nedochází k duplikaci informací o materiálu. Zde máme příklad 3D modelu krychle, přičemž první obrázek ukazuje krychli pomocí barev vrcholů. Druhý obrázek ukazuje použité jednobarevné materiály, zatímco poslední obrázek ukazuje 3D kostku s použitím texturovaných materiálů.

3D kostka s barvami vrcholu

3D kostka s barvami obličeje

3D kostka s texturovanými tvářemi

Animace

Spolu s geometrií sítě popisující konstrukci 3D objektů, některé formáty, jako např FBX podporuje animované 3D modely; to jsou obvykle modely postav často používané ve videohrách a animovaných filmech a budou mimo jiné obsahovat různé animace zobrazující pózy. Další informace o 3D animaci naleznete v této skvělé článek který popisuje animované 3D modely velmi podrobně.