Поняття 3D-моделі
Створення тривимірного зображення починається з побудови 3D-моделі.
Для цього, подібно до векторної графіки, використовують тривимірні примітиви — плоскі та об’ємні геометричні тіла.
Форма поверхні об’єкта моделювання утворюється шляхом об’єднання та перетину цих примітивів.
Тривимірні примітиви
У 3D-редакторах застосовуються примітиви, які є елементами мешу.
- площі квадрат, коло
- об’ємні тіла куб, сфера, циліндр, конус, тор
Математичний опис примітивів
Кожен тривимірний примітив може бути описаний математично.
Для побудови куба достатньо задати координати трьох його вершин у тривимірному просторі.
Координати інших вершин визначаються на основі математичних співвідношень, що описують куб.
Грані, ребра і вершини
Поверхня будь-якої 3D-моделі поділяється на малі плоскі ділянки — грані.
Грані мають форму багатокутників, переважно трикутників або чотирикутників.
Для куба характерно:
- грані — квадрати
- ребра — спільні сторони граней
- вершини — точки з’єднання ребер
Моделювання кривих поверхонь
Для побудови моделей круглих тіл (конус, циліндр, сфера, тор) використовують наближення гладких поверхонь багатогранниками.
Сферу можна створити на основі різних елементів мешу:
- модель з однакових рівносторонніх трикутників (ікосфера)
- модель з чотирикутників і трикутників, розташованих вздовж паралелей (UV-сфера)
Чим більше граней використано, тим менше візуально поверхня відрізняється від гладкої.
Перетворення 3D-моделей
Над елементами 3D-моделі виконують перетворення, що описуються математичними співвідношеннями.
- переміщення об’єкта або його частин
- обертання
- масштабування (зміна розмірів)
Під час комбінування примітивів і трансформацій формується математична модель усього об’єкта.
Перегляд і відображення моделей
3D-модель існує як математичний опис просторової форми.
Для її перегляду використовується візуалізація, що дає змогу бачити модель з різних точок огляду.
Налаштування відображення
Під час 3D-моделювання можна змінювати вигляд об’єкта та умови його показу.
- розташування та типи джерел освітлення
- положення камери
- вибір точки огляду
- матеріали, що покривають поверхню моделі
Основні властивості 3D-моделі
До основних властивостей 3D-моделі належать:
- кількість вершин
- кількість ребер
- кількість граней
- їх розташування на поверхні
- види матеріалів, що покривають поверхню