3D модель

3D-моделі часто використовуються у відеоіграх, моделюванні, 3D-редагуванні, CAD та інших програмах комп’ютерної графіки. Тривимірна модель може містити тривимірне представлення об’єкта, персонажа чи навіть цілої тривимірної сцени та мати до них застосовані матеріали, освітлення та анімацію, щоб зробити їх дуже реалістичними.

Вершини і грані

В основі будь-якої тривимірної моделі на основі сітки знаходяться вершини та грані. Вершина — це точка в тривимірному просторі, і модель міститиме багато тисяч або навіть мільйони таких точок. Без будь-яких граней тривимірна сітка, що складається лише з вершин, зазвичай називається a Хмара точок, а якщо відобразити на екрані комп’ютера, він відображатиметься як група точок у загальній формі тривимірного об’єкта.

Разом із вершинами сітка тривимірної моделі також міститиме грані, які іноді називають поверхнями. Грані — це те, що з’єднує вершини, щоб визначити основну форму тривимірного об’єкта. Як мінімум грань буде складатися з трьох точок, створюючи трикутну сітку; однак деякі формати 3D-моделей, наприклад OBJ підтримувати більше ніж тристоронні грані. Окрім облич, 3D-модель також міститиме нормалі облич. Це просто вектори, які визначають напрямок, куди вказує обличчя, і в основному використовуються програмним забезпеченням для 3D-рендерінгу, щоб визначити, чи обличчя спрямоване вперед чи назад.

Чайник у вигляді хмари точок

Чайник у вигляді каркаса

Чайник із сітчастими поверхнями

У більшості форматів 3D-моделей вершини зберігаються в безперервному списку, а точки, що утворюють грані, визначаються як зсуви в цьому списку. Це дозволяє використовувати вершину кількома гранями без необхідності визначати її більше одного разу. Існують деякі старіші 3D-формати, такі як STL, які не використовують цей індексований підхід і просто вказують три вершини на грань, ігноруючи дублювання даних, яке це може спричинити.

Матеріали та текстури

Оскільки вершини та грані визначають загальний розмір і форму 3D-моделі, тепер ми подивимося, як 3D-моделі визначають свій зовнішній вигляд. Тут у гру вступають матеріали. Базовий матеріал може містити колір, і цей матеріал можна застосовувати до окремих вершин, граней або частин 3D-моделі. Більш складні матеріали можна визначити за допомогою файлів зображень текстури.

Вершинні матеріали

Підтримка застосування матеріалу до окремих вершин не є універсальною, лише з певними форматами, наприклад WRL і 3MF, вміючи це зробити. За допомогою вершинних матеріалів можна створювати плавні переходи між кольорами різних точок на обличчі.

Лицьові матеріали

Більшість форматів 3D-моделі підтримують матеріали обличчя, що дозволяє точно контролювати вигляд 3D-моделі. У більшості форматів 3D-моделей, які підтримують матеріали обличчя, кожному обличчю зазвичай призначається індекс матеріалу, який буде використано, що гарантує відсутність дублювання інформації про матеріал. Тут ми маємо приклад 3D-моделі куба, де перше зображення показує куб із використанням кольорів вершин. На другому зображенні показано використання одноколірних матеріалів для обличчя, а на останньому зображенні показано 3D-куб із використанням текстурованих матеріалів.

Тривимірний куб із кольорами вершин

3D куб із кольорами граней

3D куб з текстурованими гранями

анімації

Окрім геометрії сітки, яка описує побудову 3D-об’єктів, деякі формати, як-от FBX підтримує анімовані 3D моделі; зазвичай це моделі персонажів, які часто використовуються у відеоіграх і анімаційних фільмах, і містять різні анімації, що зображують пози, серед іншого. Щоб дізнатися більше про 3D-анімацію, зверніться до цього чудового сайту стаття який дуже детально описує анімовані 3D-моделі.