3Dモデル

3D モデルは、ビデオ ゲーム、シミュレーション、3D 編集、CAD、およびその他のコンピューター グラフィックス アプリケーションでよく使用されます。3D モデルには、オブジェクト、キャラクター、または 3D シーン全体の 3D 表現を含めることができ、マテリアル、照明、アニメーションを適用して非常にリアルにすることができます。

頂点と面

3Dメッシュベースのモデルの中心となるのは頂点と面です。頂点は3D空間内の点であり、モデルには数千、あるいは数百万の頂点が含まれます。面がない場合、頂点のみで構成された3Dメッシュは一般にポイントクラウドコンピュータ画面にレンダリングすると、3D オブジェクトの全体的な形状内の点の集まりとして表示されます。

3D モデル メッシュには、頂点のほかに、サーフェスと呼ばれることもある面も含まれます。面は頂点を接続して 3D オブジェクトの基本形状を定義します。少なくとも、面は 3 つの点で構成され、三角形のメッシュが作成されます。ただし、次のような一部の 3D モデル形式OBJ 3 面以上をサポートします。 3D モデルには、面のほかに面法線も含まれます。これらは、顔が向いている方向を定義する単なるベクトルであり、顔が前向きか後ろ向きかを判断するために 3D レンダリング ソフトウェアによって主に使用されます。

点群としてレンダリングされたティーポット

ワイヤーフレームでレンダリングされたティーポット

メッシュ面でレンダリングされたティーポット

ほとんどの 3D モデル形式では、頂点は連続したリストに保存され、面を構成するポイントはこのリストへのオフセットとして定義されます。これにより、頂点を複数回定義しなくても、複数の面で頂点を使用できます。STL などの一部の古い 3D 形式では、このインデックス アプローチは使用されず、面ごとに 3 つの頂点が指定され、これによって発生する可能性のあるデータの重複は無視されます。

素材と質感

3D モデルの全体的なサイズと形状を定義する頂点と面を使って、3D モデルがその外観をどのように定義するかを見ていきます。ここでマテリアルが活躍します。基本マテリアルには色を含めることができ、このマテリアルは 3D モデルの個々の頂点、面、または部分に適用できます。テクスチャ イメージ ファイルを使用して、より複雑なマテリアルを定義できます。

頂点マテリアル

マテリアルを個々の頂点に適用するためのサポートは普遍的ではなく、次のような特定の形式のみに対応しています。WRLそして3MF 、これができること。頂点マテリアルを使用すると、面上の異なる点のカラー間のスムーズな移行を作成することができます。

表面材質

ほとんどの 3D モデル形式は面マテリアルをサポートしているため、3D モデルの外観を細かく制御できます。面マテリアルをサポートするほとんどの 3D モデル形式では、通常、各面に使用するマテリアルのインデックスが割り当てられ、マテリアル情報が重複しないようにします。ここには立方体の 3D モデルの例があり、最初の画像は頂点カラーを使用して立方体を示しています。 2 番目の画像は使用されている単色の面マテリアルを示し、最後の画像はテクスチャ マテリアルを使用した 3D 立方体を示しています。

頂点カラーを持つ3D立方体

面の色が付いた 3D 立方体

テクスチャーのある面を持つ 3D 立方体

アニメーション

3D オブジェクトの構造を記述するメッシュ ジオメトリに加えて、次のようないくつかの形式FBXアニメーション 3D モデルをサポートします。これらは通常、ビデオゲームやアニメーション映画でよく使用されるキャラクター モデルであり、ポーズなどを描いたさまざまなアニメーションが含まれます。 3D アニメーションの詳細については、この素晴らしい記事を参照してください。記事アニメーション 3D モデルを詳細に説明しています。