Mô hình ba chiều của máy quang phổ [1] Mô hình selfie 3D được tạo từ các hình ảnh 2D được chụp tại gian hàng ảnh 3D Fantasitron tại Madurodam

Các mô hình ba chiều (3D) thể hiện một cơ thể vật lý bằng cách sử dụng tập hợp các điểm trong không gian 3D, được kết nối bởi các thực thể hình học khác nhau như hình tam giác, đường thẳng, bề mặt cong, v.v. Là tập hợp dữ liệu (điểm và thông tin khác), mô hình 3D có thể được tạo bằng tay, bằng thuật toán (mô hình hóa thủ tục) hoặc quét. Bề mặt của chúng có thể được xác định thêm với ánh xạ kết cấu.

Mô hình 3D được sử dụng rộng rãi ở mọi nơi trong   Đồ họa 3D   và   CAD. Việc sử dụng chúng có trước việc sử dụng rộng rãi đồ họa 3D trên   máy tính cá nhân. Nhiều   trò chơi máy tính   đã sử dụng hình ảnh được kết xuất sẵn của các mô hình 3D như   họa tiết   trước khi máy tính có thể kết xuất chúng trong thời gian thực. Sau đó, người thiết kế có thể nhìn thấy mô hình theo nhiều hướng và góc nhìn khác nhau, điều này có thể giúp người thiết kế xem liệu đối tượng được tạo ra như dự định so với tầm nhìn ban đầu của họ. Xem thiết kế theo cách này có thể giúp nhà thiết kế / công ty tìm ra những thay đổi hoặc cải tiến cần thiết cho sản phẩm.[2]

Ngày nay, các mô hình 3D được sử dụng trong nhiều lĩnh vực. Ngành y tế sử dụng các mô hình chi tiết của các cơ quan; chúng có thể được tạo bằng nhiều lát ảnh 2 chiều từ quét MRI hoặc CT. Ngành công nghiệp điện ảnh sử dụng chúng làm nhân vật và đối tượng cho các hình ảnh chuyển động sống động và chân thực. Ngành công nghiệp trò chơi video sử dụng chúng làm tài sản cho máy tính và trò chơi video. Ngành khoa học sử dụng chúng như các mô hình chi tiết cao của các hợp chất hóa học.[3] Ngành kiến trúc sử dụng chúng để trình diễn các tòa nhà và cảnh quan được đề xuất thay cho các mô hình kiến trúc vật lý truyền thống. Cộng đồng kỹ thuật sử dụng chúng như thiết kế của các thiết bị, phương tiện và cấu trúc mới cũng như một loạt các ứng dụng khác. Trong những thập kỷ gần đây, cộng đồng khoa học trái đất đã bắt đầu xây dựng các mô hình địa chất 3D như một thông lệ tiêu chuẩn. Mô hình 3D cũng có thể là cơ sở cho các thiết bị vật lý được xây dựng bằng máy in 3D hoặc máy CNC.

Đại diện

Một kết xuất hiện đại của mô hình ấm trà Utah mang tính biểu tượng được phát triển bởi Martin Newell (1975). Ấm trà Utah là một trong những mô hình phổ biến nhất được sử dụng trong giáo dục đồ họa 3D.

Hầu như tất cả các mô hình 3D có thể được chia thành hai loại.

• Khối rắn - Những mô hình này xác định âm lượng của đối tượng mà chúng đại diện (giống như một tảng đá). Mô hình rắn chủ yếu được sử dụng cho mô phỏng kỹ thuật và y tế, và thường được xây dựng với hình học rắn xây dựng
• Vỏ/ ranh giới - những mô hình này đại diện cho bề mặt, ví dụ như ranh giới của đối tượng, không phải khối lượng của nó (giống như vỏ trứng mỏng vô cùng). Hầu như tất cả các mô hình hình ảnh được sử dụng trong các trò chơi và phim ảnh đều là mô hình vỏ.

Mô hình rắn và vỏ có thể tạo ra các đối tượng giống hệt nhau về chức năng. Sự khác biệt giữa chúng chủ yếu là các biến thể trong cách chúng được tạo và chỉnh sửa và các quy ước sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau và sự khác biệt về các loại xấp xỉ giữa mô hình và thực tế.

Các mô hình vỏ phải được đa tạp (không có lỗ hoặc vết nứt trên vỏ) để có ý nghĩa như một vật thể thực sự. Các lưới đa giác (và ở mức độ thấp hơn các bề mặt phân chia) cho đến nay là đại diện phổ biến nhất. Tập cấp độ là một đại diện hữu ích cho các bề mặt biến dạng trải qua nhiều thay đổi tôpô như chất lưu.

Quá trình biến đổi các biểu diễn của các đối tượng, chẳng hạn như tọa độ điểm giữa của một hình cầu và một điểm trên chu vi của nó thành một biểu diễn đa giác của một hình cầu, được gọi là tessname. Bước này được sử dụng trong kết xuất dựa trên đa giác, trong đó các đối tượng được chia nhỏ từ các biểu diễn trừu tượng (" nguyên thủy ") như hình cầu, hình nón, v.v., đến cái gọi là lưới, là lưới của các hình tam giác được liên kết với nhau. Các lưới của các hình tam giác (thay vì ví dụ như hình vuông) rất phổ biến vì chúng đã được chứng minh là dễ rasterise (bề mặt được mô tả bởi mỗi hình tam giác là mặt phẳng, vì vậy hình chiếu luôn luôn lồi);.[4] Biểu diễn đa giác không được sử dụng trong tất cả các kỹ thuật kết xuất và trong các trường hợp này, bước tessname không được bao gồm trong quá trình chuyển từ biểu diễn trừu tượng sang cảnh hiển thị.