3d model
3D-modellen worden vaak gebruikt in videogames, simulaties, 3D-bewerking, CAD en andere grafische computertoepassingen. Een 3D-model kan een 3D-weergave van een object, personage of zelfs een volledige 3D-scène bevatten en er kunnen materialen, verlichting en animaties op worden toegepast om ze zeer realistisch te maken.
Hoekpunten en gezichten
De kern van elk 3D-mesh-model bestaat uit hoekpunten en vlakken. Een hoekpunt is een punt in de 3D-ruimte, en een model zal vele duizenden of zelfs miljoenen hiervan bevatten. Zonder vlakken wordt een 3D-mesh dat alleen uit hoekpunten bestaat gewoonlijk een Puntenwolk, en als het op een computerscherm wordt weergegeven, verschijnt het als een groep punten in de algemene vorm van het 3D-object.
Naast hoekpunten bevat een 3D-modelgaas ook vlakken, ook wel oppervlakken genoemd. Gezichten verbinden de hoekpunten met elkaar om de basisvorm van het 3D-object te definiëren. Een vlak bestaat minimaal uit drie punten, waardoor een driehoekig gaas ontstaat; sommige 3D-modelformaten, zoals OBJ ondersteunen meer dan driezijdige gezichten. Naast gezichten bevat een 3D-model ook gezichtsnormalen. Dit zijn eenvoudigweg vectoren die de richting bepalen waarin het gezicht wijst en die voornamelijk door de 3D-renderingsoftware worden gebruikt om te bepalen of het gezicht naar voren of naar achteren is gericht.
Een theepot weergegeven als een puntenwolk
De theepot weergegeven als een draadframe
De theepot weergegeven met zijn gaasvlakken
In de meeste 3D-modelformaten worden de hoekpunten opgeslagen in een doorlopende lijst, en worden de punten waaruit de vlakken bestaan als offsets in deze lijst gedefinieerd. Hierdoor kan een hoekpunt door meerdere vlakken worden gebruikt zonder dat het meer dan één keer hoeft te worden gedefinieerd. Er zijn bepaalde oudere 3D-formaten, zoals STL, die deze geïndexeerde benadering niet gebruiken en eenvoudigweg drie hoekpunten per vlak specificeren, waarbij de duplicatie van gegevens die dit kan veroorzaken wordt genegeerd.
Materialen en texturen
Nu de hoekpunten en vlakken de algehele grootte en vorm van het 3D-model bepalen, kijken we nu hoe 3D-modellen hun uiterlijk bepalen. Dit is waar materialen een rol spelen. Een basismateriaal kan een kleur bevatten, en dit materiaal kan worden toegepast op individuele hoekpunten, vlakken of delen van het 3D-model. Complexere materialen kunnen worden gedefinieerd met behulp van textuurafbeeldingsbestanden.
Vertex-materialen
Ondersteuning voor het toepassen van materiaal op individuele hoekpunten is niet universeel, met alleen bepaalde formaten, zoals WRL En 3MF, dit kunnen doen. Met vertex-materialen is het mogelijk om vloeiende overgangen te creëren tussen de kleuren van verschillende punten op een vlak.
Gezichtsmaterialen
De meeste 3D-modelformaten ondersteunen oppervlaktematerialen, waardoor nauwkeurige controle over het uiterlijk van het 3D-model mogelijk is. Binnen de meeste 3D-modelformaten die vlakmaterialen ondersteunen, wordt aan elk vlak gewoonlijk een index toegewezen aan het te gebruiken materiaal, waardoor dubbele materiaalinformatie niet wordt voorkomen. Hier hebben we een voorbeeld van een 3D-model van een kubus, waarbij de eerste afbeelding de kubus toont met hoekpuntkleuren. De tweede afbeelding laat zien dat er enkelkleurige oppervlaktematerialen worden gebruikt, terwijl de laatste afbeelding de 3D-kubus toont met behulp van gestructureerde materialen.
Een 3D-kubus met hoekpuntkleuren
De 3D-kubus met gezichtskleuren
De 3D-kubus met gestructureerde vlakken
Animaties
Samen met mesh-geometrie die de constructie van 3D-objecten beschrijft, zijn sommige formaten, zoals FBX ondersteunt geanimeerde 3D-modellen; Dit zijn meestal karaktermodellen die vaak worden gebruikt in videogames en animatiefilms en zullen onder andere verschillende animaties bevatten die poses uitbeelden. Voor meer informatie over 3D-animatie verwijzen wij u naar deze geweldige artikel dat geanimeerde 3D-modellen tot in detail beschrijft.
