3D model

3D-modeller bruges ofte i videospil, simuleringer, 3D-redigering, CAD og andre computergrafikapplikationer. En 3D-model kan indeholde en 3D-repræsentation af et objekt, en karakter eller endda en hel 3D-scene og kan have materialer, belysning og animationer anvendt på dem for at gøre dem meget realistiske.

Hjørner og ansigter

I hjertet af enhver 3D mesh-baseret model er hjørner og ansigter. Et toppunkt er et punkt i 3D-rummet, og en model vil indeholde mange tusinde eller endda millioner af disse. Uden nogen ansigter omtales et 3D-net, der kun består af hjørner, almindeligvis som en Punktsky, og hvis det gengives til en computerskærm, vil det fremstå som en gruppering af punkter i den generelle form af 3D-objektet.

Sammen med hjørner vil et 3D-modelnet også indeholde flader, nogle gange omtalt som overflader. Ansigter er det, der forbinder hjørnerne sammen for at definere den grundlæggende form af 3D-objektet. Et ansigt vil som minimum bestå af tre punkter, hvilket skaber et trekantet mesh; dog nogle 3D-modelformater, som f.eks OBJ understøtter mere end tresidede flader. Sammen med ansigter vil en 3D-model også indeholde ansigtsnormaler. Disse er simpelthen vektorer, der definerer den retning, ansigtet peger, og bruges primært af 3D-gengivelsessoftwaren til at finde ud af, om ansigtet vender fremad eller bagud.

En tekande gengivet som en punktsky

Tekanden gengivet som en trådramme

Tekanden gengivet med dens netflader

I de fleste 3D-modelformater er hjørnerne gemt i en kontinuerlig liste, og de punkter, der udgør ansigterne, er defineret som forskydninger i denne liste. Dette gør det muligt at bruge et toppunkt af flere ansigter uden at skulle definere det mere end én gang. Der er visse ældre 3D-formater, såsom STL, der ikke bruger denne indekserede tilgang og blot angiver tre hjørner pr. side, idet man ignorerer den duplikering af data, dette kan forårsage.

Materialer og teksturer

Med hjørnerne og ansigterne, der definerer 3D-modellens overordnede størrelse og form, ser vi nu på, hvordan 3D-modeller definerer deres udseende. Det er her, materialer kommer i spil. Et grundmateriale kan indeholde en farve, og dette materiale kan påføres enten individuelle hjørner, flader eller dele af 3D-modellen. Mere komplekse materialer kan defineres ved hjælp af teksturbilledfiler.

Vertex materialer

Støtte til at anvende et materiale til individuelle hjørner er ikke universel, med kun visse formater, som f.eks WRL og 3MF, at kunne gøre dette. Med vertexmaterialer er det muligt at skabe jævne overgange mellem farverne på forskellige punkter på et ansigt.

Ansigtsmaterialer

De fleste 3D-modelformater understøtter ansigtsmaterialer, hvilket giver mulighed for fin kontrol over 3D-modellens udseende. Inden for de fleste 3D-modelformater, der understøtter fladematerialer, vil hver flade sædvanligvis blive tildelt et indeks til det materiale, der skal bruges, hvilket sikrer, at der ikke kopieres materialeinformation. Her har vi et eksempel på en 3D-model af en terning, hvor det første billede viser terningen ved hjælp af vertexfarver. Det andet billede viser ensfarvede ansigtsmaterialer, der bruges, mens det sidste billede viser 3D-terningen ved hjælp af teksturerede materialer.

En 3D-terning med vertexfarver

3D-terningen med ansigtsfarver

3D-terningen med teksturerede ansigter

Animationer

Sammen med mesh-geometri, der beskriver 3D-objektkonstruktionen, kan nogle formater, som f.eks FBX understøtter animerede 3D-modeller; disse er normalt karaktermodeller, der ofte bruges i videospil og animerede film og vil blandt andet indeholde forskellige animationer, der skildrer positurer. For mere information om 3D-animation, se venligst denne fantastiske artikel der beskriver animerede 3D-modeller meget detaljeret.