3D modeling

3-D modeling is het gebruik van software om een virtueel driedimensionaal model te maken van een of ander fysiek object.

3-D modeling wordt gebruikt in veel verschillende industrieën, waaronder virtual reality, videospelletjes, 3D printing, marketing, TV en bewegende beelden, wetenschappelijke en medische beeldvorming en computer-aided design and manufacturing CAD/CAM.

3-D modeling software genereert een model met behulp van een verscheidenheid aan tools en benaderingen, waaronder:

  • simple polygonen.
  • 3-D primitieven -- eenvoudige op polygonen gebaseerde vormen, zoals piramiden, kubussen, bollen, cilinders en kegels.
  • spline curven.
  • NURBS (non-uniform rational b-spline) -- gladde vormen gedefinieerd door bezel curven, die relatief rekenkundig complex zijn.

2-D geometrische veelhoekige vormen worden veel gebruikt in film effecten en 3-D video game art. Het maken van benaderingen van vormen gemaakt met veelhoeken is veel efficiënter in raster graphics, die nodig zijn voor real time 3-D gaming.

In art voor video games en motion picture effects, kan een model beginnen als een ruwe-out met behulp van veelhoek primitieven of NURBS, of als een ontwerp gemaakt door het volgen van contouren op meerdere 2-D isometrische aanzichten. Als het model moet worden geanimeerd, moet zorgvuldig worden nagedacht over de plaatsing van doorlopende randlussen in de polygonen van het model rond gebieden van vervorming zoals gewrichten. Een model dat er stationair goed uitziet, zal sneller opvouwen dan de was van Superman in animatie als het uiterlijk van het stationaire eindmodel het enige is dat in aanmerking wordt genomen tijdens het bouwen.

Als een model eenmaal voldoende is gebouwd, kan een kunstenaar de coördinaten van het model zo regelen dat ze overeenkomen met de 2D texturen in een proces dat UV mapping heet, een proces dat een beetje lijkt op het proberen te ontwerpen en op maat te maken met een computermuis. Gebieden die meer detail nodig hebben krijgen meer ruimte in de UV map. Dit kan worden gedaan met behulp van een herhalende textuur zoals een dambord als plaatshouder of door gebruik te maken van een bestaande textuur.

In het algemeen is de volgende stap het textureren van het model, dat is het aanbrengen van ofwel handgeschilderde of op foto's gebaseerde 2-D afbeeldingen, meestal TGA (Targa bitmap), op het model dat zal bepalen:

  • Its kleur met een kleurenkaart.
  • Reflectiviteit en gereflecteerde kleur met een specular map.
  • Zijn oppervlakte textuur, gedefinieerd door licht-spel met een bump of normal map, of een deformatie map voor werkelijke toegevoegde geometrische details.

Geanimeerde modellen vereisen een extra stap van rigging, wat is als het geven van een virtueel skelet met botten en gewrichten, samen met de controllers om het te beheren. De manier waarop de textuur van deze gewrichten de oppervlakte textuur beïnvloedt onder vervorming moet worden gedefinieerd in skinning, waar men het gewicht van de invloed van de gewrichten op de texturen direct op de polygonen van het model schildert; een polygoon die zwaarder is geschilderd wordt zwaarder beïnvloed door de beweging van een geselecteerd gewricht. Het model is dan klaar voor de animator.

Meer computationele en duurdere methoden om modellen te maken, zoals NURBS, kunnen worden gebruikt, samen met complexe shaders die interageren met op deeltjes gebaseerd licht, in rendered graphics wanneer real time geen noodzaak is.