Nel mondo della progettazione al computer, la modellazione 3D è il processo di sviluppo di grafica e immagini che sembrano avere tre dimensioni. Il processo è complicato, ma generalmente comporta il collegamento di un insieme di punti con vari dati geometrici come linee e superfici curve con l’obiettivo di creare un modello wideframe che rappresenti un oggetto tridimensionale. È popolare nei giochi, nei film e in altre iniziative di intrattenimento, sebbene abbia anche applicazioni in medicina e ingegneria. Nella maggior parte dei casi richiede sia software specializzato che almeno una certa conoscenza della codifica dei computer. I progettisti in genere utilizzano uno dei quattro metodi di modellazione principali, ovvero spline poligonali, primitive, razionali non uniformi o spline e patch. La scelta di un metodo rispetto a un altro è solitamente una questione di obiettivi finali e di capacità del software.
Applicazioni di intrattenimento
Esistono moltissime applicazioni per la modellazione 3D digitale, sebbene l’industria dei videogiochi sia una delle più comunemente riconosciute da molti. I designer utilizzano vari metodi di modellazione tridimensionale per creare modelli di personaggi realistici che appaiono sulle console di gioco e online. Il prodotto finale può essere animato o inanimato, ma è tipicamente caratterizzato dal suo aspetto realistico e dalla sua apparente profondità, ben lontana dalla grafica unidimensionale e dalle animazioni da cartone animato che erano lo standard del settore.
Anche un certo numero di film e film fa uso di immagini 3D. Questo è forse più evidente nelle funzionalità completamente generate al computer, ma la tecnologia ha anche applicazioni nei film d’azione dal vivo. In realtà, la visione di questo tipo di film in tre dimensioni richiede spesso schermi o lenti speciali, poiché nella maggior parte dei casi vengono filmati normalmente, vale a dire in una dimensione. I programmatori di computer quindi manipolano il film in tre dimensioni, il che può dare una sensazione più ampia e più reale quando alla fine viene guardato.
Nell’industria
I designer usano anche questo tipo di modellazione in campo medico, di solito per creare modelli dettagliati di organi del corpo umano. Questa può essere una parte importante di molte scansioni diagnostiche e in molti casi può prevenire o almeno ritardare cose come la chirurgia esplorativa, poiché i professionisti medici possono vedere cosa sta succedendo all’interno del corpo con una grande precisione dall’esterno. I programmi di questa categoria sono anche ampiamente utilizzati nel monitoraggio fetale e nelle ecografie delle donne in gravidanza.
La comunità ingegneristica utilizza anche programmi di progettazione assistita da computer (CAD) 3D per creare modelli tridimensionali di nuovi dispositivi, veicoli e strutture; tutto, dalla progettazione architettonica alle dinamiche delle condutture urbane, può essere portato più o meno in vita con la strutturazione 3D. Questo non solo può aiutare i progettisti e i pianificatori a prendere confidenza con i progetti, ma può anche essere un buon modo per diagnosticare problemi e problemi prima che si presentino effettivamente.
Modellazione primitiva
Ci sono in genere quattro metodi di modellazione tra cui i progettisti possono scegliere. Il primo e più basilare è noto come metodo di modellazione “primitivo”. Questo è il modo più semplice di modellare oggetti 3D e prevede l’uso di basi geometriche come cilindri, coni, cubi e sfere. Le forme qui tendono ad essere matematicamente definite e precise, il che rende facile lavorare nella maggior parte dei casi, anche per i principianti. La modellazione primitiva viene utilizzata principalmente nello sviluppo di modelli 3D di applicazioni tecniche.
Modellazione poligonale
Un approccio leggermente più avanzato utilizza il cosiddetto metodo “poligonale”. La modellazione poligonale implica la connessione di segmenti di linea attraverso punti in uno spazio 3D. Questi punti nello spazio sono anche conosciuti come vertici. I modelli poligonali sono molto flessibili e possono essere resi da un computer molto rapidamente. Tuttavia, non è possibile creare una superficie curva esatta utilizzando la tecnica di modellazione 3D poligonale, che ne limita l’utilità in determinate applicazioni.
Modellazione NURBS
La modellazione B-spline razionale non uniforme, nota anche come metodo NURBS, è uno dei modi migliori per gli sviluppatori di creare superfici lisce veramente curve. A differenza delle tecniche di modellazione poligonale, che possono approssimare solo superfici curve utilizzando numerosi poligoni, la modellazione NURB in realtà “piega” lo spazio. Questo stile di modellazione è ampiamente utilizzato nella maggior parte delle piattaforme.
Modellazione di spline e patch
Una forma più avanzata di modellazione NURBS è il metodo “spline e patch”. Questo tipo di programma consente agli sviluppatori di utilizzare linee curve per identificare e proiettare la superficie visibile. Spesso è necessario più tempo per creare ed eseguire comandi in questa categoria, ma i risultati tendono ad essere tra i più vividi e realistici.
Requisiti software
La modellazione 3D è in genere più semplice da eseguire con programmi software progettati espressamente per tale scopo. Maya® e 3DS Max® sono due esempi; ce ne sono molti la fuori. Sebbene la maggior parte delle suite software tridimensionali sia piuttosto costosa, ci sono anche una serie di programmi open source disponibili gratuitamente. Indipendentemente dalle loro specifiche, la maggior parte segue metodi di modellazione poligonale e NURBS. Alcuni hanno anche specifiche per la creazione di materiali complicati come pioggia, nuvole e sabbie soffianti, che in genere utilizzano un sistema di particelle per rendere più semplice il processo di modellazione. Ci sono anche alcuni linguaggi di descrizione delle scene come POV-Ray che i modellatori 3D usano spesso.