Лекція 11

Системи тривимірного моделювання

Загальний огляд

У комп'ютерній графіці 3D-моделювання — це процес розробки математичного представлення будь-якої тривимірної поверхні об'єкта за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення (ПЗ). Продукт моделювання є 3D-модель.

Тривимірні (3D) моделі представляють собою фізичне тіло, що використовує набір точок у тривимірному просторі, пов'язаних різними геометричними сутностями, такими як трикутники, лінії, криволінійні поверхні та ін. Будучи збором даних (точок та іншої інформації), 3D-моделі може бути створено вручну, алгоритмічно (процедурне моделювання) або скановане. Їхні поверхні можуть бути визначені додатково за допомогою текстурного відображення. 3D-моделі широко використовуються в 3D-графіці та CAD. Їх використання дотепер поширюється на широке використання 3D-графіки на персональних комп'ютерах. У багатьох комп'ютерних іграх попередньо відтворені зображення 3D-моделей виконувалися як спрайти, перш ніж комп'ютери могли їх відтворювати в режимі реального часу. Дизайнер зможе побачити модель у різних напрямках та поглядах, це може допомогти дизайнерові з'ясувати, чи був об'єкт створений, як передбачалося, у порівнянні з їхнім оригінальним баченням. Для нас найбільш цікаве інженерне застосування.

Сучасне програмне забезпечення дозволяє використовувати різноманітні підходи для побудови моделі.

• Твердотільні (Solid) - ці моделі визначають об'єми об'єкта, який вони представляють (як камінь). Примітиви — моделювання за допомогою простих геометричних фігур (кулі, циліндри, конуси тощо), які використовуються як цеглинки при побудові складніших об'єктів. Перевагою методу є швидка та легка побудова, а також те що моделі є математично визначені і точні. Підходить до технічного моделювання і менше для моделювання органіки.
• Оболонки (Shell) - ці моделі представляють поверхню, наприклад межу об'єкта, а не його об'єм (наприклад, нескінченно тонка яєчна шкаралупа). Майже всі візуальні моделі, що використовуються в іграх та фільмах, є моделями оболонки. Моделювання твердого та оболонки може створити функціонально ідентичні об'єкти. Полігональні сітчасті (і в меншій мірі поверхні підрозділу), безумовно, найбільш поширене представлення.

Відмінності між ними, в основному, варіюються в тому, як вони створюються та редагуються, а також умов використання в різних галузях та відмінності в типах наближень між моделлю та реальністю.