Computermodellierung und computergestützte dreidimensionale Grafiken beruhen auf einer Reihe von Punkten entlang der Oberfläche für die richtige Wiedergabe. Mehrdimensionale Punkte liefern Computern die notwendigen Informationen, um ein physisches Objekt in einer digitalen dreidimensionalen Ebene nachzubilden. Die einem bestimmten Modell, Bild oder einer anderen Grafik zugeordneten Punkte werden durch X-, Y- und Z-Koordinaten definiert. Alle Koordinaten, die sich auf ein solches Bild beziehen, sind in einem Konzept enthalten, das als Punktwolke bezeichnet wird. Punktwolken stellen alle Koordinaten dar, die helfen, die äußere Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts darzustellen.
Branchen wie die Fertigung verwenden eine Punktwolke für Reverse Engineering, Qualitätssicherung, Anpassung und Produktdesign. Mithilfe von CAD-Modellen (Computer Aided Design) kann ein bestimmtes Teil gescannt und auf Genauigkeit und Standardisierung analysiert werden. Ein fertiges Teil sollte beim Scannen und Konvertieren in eine Reihe von Koordinaten mit CAD-Modellen übereinstimmen, wenn die Renderings überlagert werden. In der medizinischen Fertigung kann die Verwendung ähnlicher 3D-Modelle bei der Anpassung von Medizinprodukten an die Bedürfnisse bestimmter Patienten helfen. Medizinische Bildgebung, wie etwa 3D-Computer-Axial-Tomographie-(CAT)-Scans, verwenden ebenfalls solche Datenkompressionstechniken, um Bilder umzuwandeln und in ein dreidimensionales oder vierdimensionales Computermodell zu kompilieren.
Eine Punktwolke allein wird keine computergestützte Rekonstruktion eines Objekts darstellen. Stattdessen werden Punktwolken verwendet, um ein Modell unter Verwendung einer Vielzahl von Oberflächenrekonstruktionsmethoden zu erstellen. Ein Dreiecksnetzmodell verbindet beispielsweise Scheitelpunkte mit einer Reihe von Dreiecken, um einen groben Umriss einer Objektoberfläche zu rendern. CAD- und NURBS-Oberflächenmodelle (non-uniform rational basis spline) werden auch häufig mit verschiedenen Anwendungen und Methoden zur Oberflächenrekonstruktion in Verbindung gebracht.
Dreidimensionale Renderings sind nicht die einzige Verwendung für eine Punktwolke. Beim Rendern der Oberfläche eines Objekts führt das Hinzufügen von Farb- oder Texturinformationen zu einer vierdimensionalen Punktwolke. Solche Zusatzinformationen ermöglichen dem Benutzer mehr Agilität beim Arbeiten mit rekonstruierten Bildern und Objektoberflächen. Bilder, die eine Punktwolke mit Farbinformationen verwenden, ermöglichen es einer Datenverarbeitungssoftware, ein naturgetreueres Computermodell zu rekonstruieren.
Das Sammeln von Scans zur Umwandlung in eine Punktwolke erfordert eine spezielle Ausrüstung, um die für die Rekonstruktion erforderlichen detaillierten Informationen bereitzustellen. Es werden spezielle 3D-Kameras, Laserscanner und andere Geräte sowie eine Art Verarbeitungsframework zum Interpretieren und Rendern von Punktwolkendaten benötigt. Bestimmte Computerprogramme können Punktwolkenmodelle basierend auf synthetisch eingegebenen Variablen rendern. Die synthetische Punktwolkenverarbeitung erweitert die computergestützten Modellierungsoptionen für die Fertigung, medizinische Geräte, computergenerierte Grafiken für Filme und die Erstellung virtueller Welten oder virtueller Umgebungen.