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Modelo 3D

Os modelos 3D são frequentemente usados ​​em videogames, simulações, edição 3D, CAD e outras aplicações de computação gráfica. Um modelo 3D pode conter uma representação 3D de um objeto, personagem ou até mesmo uma cena 3D inteira e pode ter materiais, iluminação e animações aplicadas a eles para torná-los muito realistas.

Vértices e Faces

No centro de qualquer modelo baseado em malha 3D estão vértices e faces. Um vértice é um ponto no espaço 3D e um modelo conterá muitos milhares ou até milhões deles. Sem quaisquer faces, uma malha 3D composta apenas por vértices é comumente chamada de Nuvem, e se for renderizado em uma tela de computador, aparecerá como um agrupamento de pontos na forma geral do objeto 3D.

Junto com os vértices, uma malha de modelo 3D também conterá faces, às vezes chamadas de superfícies. Faces são o que conectam os vértices para definir a forma básica do objeto 3D. No mínimo, uma face será composta por três pontos, criando uma malha triangular; no entanto, alguns formatos de modelo 3D, como OBJ suporta mais de faces de três lados. Junto com as faces, um modelo 3D também conterá faces normais. Estes são simplesmente vetores que definem a direção para a qual o rosto está apontando e são usados ​​principalmente pelo software de renderização 3D para determinar se o rosto está voltado para frente ou para trás.

Um bule renderizado como uma nuvem de pontos

Um bule renderizado como uma nuvem de pontos

O bule renderizado como um wireframe

O bule renderizado como um wireframe

O bule renderizado com suas faces de malha

O bule renderizado com suas faces de malha

Na maioria dos formatos de modelo 3D, os vértices são armazenados em uma lista contínua e os pontos que compõem as faces são definidos como deslocamentos nesta lista. Isto permite que um vértice seja usado por múltiplas faces sem a necessidade de defini-lo mais de uma vez. Existem certos formatos 3D mais antigos, como STL, que não utilizam esta abordagem indexada e simplesmente especificam três vértices por face, ignorando a duplicação de dados que isso pode causar.

Materiais e Texturas

Com os vértices e faces definindo o tamanho e a forma geral do modelo 3D, veremos agora como os modelos 3D definem sua aparência. É aqui que os materiais entram em jogo. Um material básico pode conter uma cor e esse material pode ser aplicado a vértices, faces ou partes individuais do modelo 3D. Materiais mais complexos podem ser definidos usando arquivos de imagem de textura.

Materiais de vértice

O suporte para aplicação de um material a vértices individuais não é universal, existindo apenas alguns formatos, como WRL e 3MF, sendo capaz de fazer isso. Com materiais de vértice, é possível criar transições suaves entre as cores de diferentes pontos de uma face.

Materiais faciais

A maioria dos formatos de modelo 3D suporta materiais de face, o que permite um controle preciso sobre a aparência do modelo 3D. Na maioria dos formatos de modelos 3D que suportam materiais de face, cada face geralmente receberá um índice do material a ser usado, garantindo que não haja duplicação de informações do material. Aqui temos um exemplo de modelo 3D de um cubo, com a primeira imagem mostrando o cubo usando cores de vértices. A segunda imagem mostra materiais de face de cor única sendo usados, enquanto a imagem final mostra o cubo 3D usando materiais texturizados.

Um cubo 3D com cores de vértices

Um cubo 3D com cores de vértices

O cubo 3D com cores de rosto

O cubo 3D com cores de rosto

O cubo 3D com faces texturizadas

O cubo 3D com faces texturizadas

Animações

Junto com a geometria da malha que descreve a construção de objetos 3D, alguns formatos, como FBX suporta modelos 3D animados; geralmente são modelos de personagens frequentemente usados ​​​​em videogames e filmes de animação e contêm diversas animações representando poses, entre outras coisas. Para obter mais informações sobre animação 3D, consulte este excelente artigo que descreve modelos 3D animados em grande detalhe.

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