Lankide:Sara VF/Proba orria

Ordenagailu bidezko 3D grafikoetan, 3D modelaketa (edo modelaketa tridimentsionala) objektu bizidun nahiz bizigabe baten edozein azaleraren hiru dimentsioko errepresentazio matematikori dagokion garapen prozesua da, software espezializatu baten bidez egina. Produktuari 3D modeloa deritzo eta horiekin lan egiten dutenei 3D artista deitzen zaie. 3D renderizazioa deituriko prozesu baten bidez, irudi bidimentsional bihur daiteke edo fenomeno fisikoen ordenagailu bidezko simulazio batean erabili. Horrez gain, modeloa fisikoki ere era daiteke 3D inprimatze-gailuak erabiliz.

Modeloak eskuz edo automatikoki sor daitezke. Eskuzko modelaketan konputagailu bidezko 3D grafikoak egiteko beharrezkoa da datu geometrikoak prestatzea. Prestakuntza hori eskultura bezalako arte plastikoetan egindakoaren antzekoa da.

3D modelaketaren softwarea 3D modeloak sortzeko erabiltzen den 3D grafikoen konputazio software mota bat da. Mota honetako bakarkako programei modelaketa aplikazioak edo modelatzaileak deitzen zaie.

Modeloak

Espektografo baten hiru dimentsioko modeloa.

Modelo tridimentsionalek gorputz fisiko bat irudikatzen dute 3D espazioan kokatutako puntu multzo baten bidez. Elkarren artean hainbat elementu geometrikoren bidez konektatuta daude, adibidez, triangeluak, lerroak eta azalera kurbatuak. Datu bilduma bat izatean (puntuak eta bestelako informazioa) 3D modeloak eskuz sor daitezke, algoritmikoki (prozeduren modelaketa) edo eskaneatuta. Beraien azalerak gehiago zehaztu daitezke dituzten testuren mapaketarekin edo sintesiarekin.

3D modeloak 3D eta CAD grafikoetan edozein tokitan erabiltzen dira. Ordenagailu pertsonalen 3D grafikoen aurrekariak dira. Ordenagailuko joko askok 3D modeloen irudi aurre-renderizatuak erabiltzen zituzten sprite bezala, ordenagailuek denbora errealean renderizatzeko prozesuak egiteko gaitasuna izan baino lehen. Diseinatzaileak, beraz, modeloa hainbat noranzko eta bistetan ikus dezake, horrela objektua aurreikusitakoaren arabera sortzen ari dela konproba daiteke. Diseinua modu honetan ikusteak diseinatzaileari nahiz enpresari lagun diezaioke produktuak behar dituen hobekuntzak edo aldaketak ulertzeko eta gauzatzeko.

3D selfie modeloak Madurodam-eko Fantasitron 3D fotomatoian egindako 2D irudietatik ateratzen dira

Gaur egun, 3D modeloak hainbat alorretan erabiltzen dira:

• Medikuntzan organoen modelo zehatzak erabiltzen dituzte; erresonantzia magnetiko bidezko irudigintza baten edo ordenagailu bidezko tomografia baten 2D irudien hainbat zatirekin osatuta.

• Industria zinematografikoan modeloak film erreal nahiz bizidunen pertsonaia edo objektu bezala.
• Bideo-jokoen industrian ordenagailuen eta Bideo-jokoen aktibo bezala.
• Zientzian modeloak konposatu kimikoen modelo oso zehatzak egiteko.
• Arkitektura industrian proposatutako paisaia eta eraikinak irudikatzeko, ohiko modelo arkitektoniko fisikoak erabili ordez.
• Ingeniaritzan, esate baterako, dispositibo, auto eta estruktura berrien diseinu bezala.
• Azken hamarkadetan, lurraren zientziak 3D modelo geologikoak eraikitzeari ekin dio, praktika estandar modura.

3D modeloak 3D inprimatzaileekin edo zenbakizko kontrol makinekin (CNC) eratzen diren gailu fisikoen oinarriak izan daitezke.

Irudikapena

Utah-ko teontzi baten modelo ionikoaren errepresentazio modernoa, Martin Newell-en (1975) eskutik. 3D heziketan erabiltzen diren modelo ohikoenetarikoa.

3D modelo gehienak bi kategoriatan bana daitezke:

• Solidoa - Modeloak irudikatutako objektuen bolumena zehazten dute (arroka bat bezala). Modelo solidoak ingeniaritza eta medikuntza simulazioetan erabiltzen dira gehienbat, eta normalean geometria solido konstruktiboarekin eraikitzen dira.

• Azala/oskola- Modeloak azalera adierazten dute, objektuaren oskola adibidez (infinitesimalki mehea den arrautza-oskol bat bezala). Film eta bideo-jokoetan erabilitako modelo bisual gehienak oskol-modeloak dira.

Modelaketa solidoak zein oskol-modelaketak funtzionalki berdintsuak diren objektuak sor ditzakete. Ezberdintasun nabarmenenak, eratu eta editatu diren uneko aldakuntzak dira. Eremu ezberdinetan dauden erabilera-ohituren ondorioz ere ezberdintzen dira. Aipatutakoez gain, ezberdintasunak daude modeloaren eta errealitatearen hurbilketak egiterako orduan.

Oskol modeloak uniformeak (ingelesez "manifold") izan behar dira (oskolean zulo edo arrakalarik gabe) objektu erreal modura zentzua izan dezaten. Sare poligonalak (neurri txikiago batean zatiketa azalerak) gehien errepresentatzen direnak dira. Multzo mailakatuak oso adierazpen erabilgarriak dira, aldaketa topologiko asko jasaten dituzten azalerak deformatzeko (fluidoak adibidez).

Esfera baten erdigunearen koordenatuarekin eta esferaren adierazpen poligonalararen zirkunferentziako puntu batekin sortutako objektua bezalako irudikapenak eraldatzeko prozesuari teselatua deitzen zaio. Urrats hori poligonoetan oinarritutako irudikapenetan erabiltzen da, non objektuak esferak, konoak, etab. bezalako errepresentazio abstraktuetatik ("primitiboak") deskonposatzen diren, baita interkonektatutako triangeluz osatutako sareetatik ere. Triangelu sareak (ez karratuak bezala) ospetsuagoak dira rasterizatzeko errazagoak direlako (triangeluek deskribatutako azalera leuna da, ondorioz bere proiekzioa ganbila da beti). Poligonoen adierazpenak ez dira renderizazio-teknika guztietan erabiltzen eta kasu horietan teselatuaren urratsa ez da irudikapen abstraktutik renderizatutako eszenarainoko trantsizioan sartzen.

Modelaketa prozesua

LAI4D bidez sortutako azalera organikoz osatutako fantasiazko 3D arraina.

Modeloak irudikatzeko oinarrizko hiru modu daude:

• Modelaketa poligonala - 3D espazioko puntu, ardatz eta lerro-segmentuen bidez konektaturik daude sare poligonala sortuz. Gaur egun, 3D modelo gehienak testurizazio poligonalen modelo modura eraikitzen dira, malguak baitira eta ordenagailuek azkar renderizatu baititzakete. Hala ere, poligonoak leunak direnez azalera kurbatuak osatzeko poligono asko erabili behar dira.
• Modelaketa kurbatua - azalerak kurbekin zehaztuta daude eta kontrol-puntu haztatuen eragina dute. Kurbak puntuak jarraitzen ditu (ez ditu zertan interpolatu behar). Puntu bati pisua gehitzeak kurba puntu horretara hurbiltzea eragingo du. Kurba moten artean, B printza arrazional ez-uniformea (ingelesez: nonuniform rational B-spline NURBS), printzak, adabakiak eta primitibo geometrikoak daude.
• Eskultura digitala - Modelaketa metodo berria den arren, 3D eskultura oso ospetsu bilakatu da. Gaur egun, hiru mota daude:
  • Desplazamendua: momentu honetan erabiliena, modelo lodi bat erabiltzen du (sarritan sare poligonal baten zatiketa azalera batetik sortua) eta ardatzen posiziorako kokaleku berriak gordetzen ditu, zehaztutako kokalekuak gordetzen dituen irudi mapa baten bidez.
  • Bolumetrikoak: noizean behin voxel-etan oinarrituta, desplazamenduaren antzeko gaitasunak ditu baina ez du poligonoen luzapena jasaten eskualde batean deformazio bat lortzeko haina poligono ez dagoenean.
  • Teselatu dinamikoa voxel-aren antzekoa da, baina honek azalera banatzeko triangulazioa erabiltzen du azalera laua mantentzeko eta zehaztasun finagoak baimentzeko.

Metodo horiek miaketa artistikoa ahalbidetzen dute, behin modeloak zizelkatuak izan direnean bere gain topologia berria izango baitute eta zehaztasun handiagoa ere. Sare berriak bereizmen handiko sarearen jatorrizko informazioa izango du normalean, desplazamendu datuetara edo joko-motorra den kasurako, maparen ohiko datuetara transferituko dena.

Modelaketa etapa ondoren eszena batean erabiliko diren objektu indibidualei forma ematean datza. Hiru modelaketa metodo daude:

• Geometria solido konstruktiboa
• Azalera inplizituak
• Zatiketa azalerak

Modelaketa hiru modutan egin daiteke:

• Programa zehatzekin (adibidez, Cinema 4D, Maya, 3ds Max, Blender, LightWave, Modo)
• Aplikazio osagarri baten bidez (Shaper, Lofteren 3ds Max)
• Eszena deskribatzen duen lengoaia baten bidez (adibidez, POV-Ray)

MarvelousDesigner-en egindako 3D arropa dinamiko baten modeloa

Kasu batzuetan, ez dago fase horien arteko ezberdintasun zehatzik; kasu horietan modelaketa eszenen sorkuntza prozesuaren parte bat besterik ez da (adibidez, Caligari trueSpace eta Realsoft 3D).

Area, lainoak eta likido-espraiak bezalako material konplexuak, partikula sistemekin modelatzen dira. Sistema horiek 3D koordenatu multzoak dira, puntuak, poligonoak, testura zipriztinak edo sprite-ak egokituta dituztelarik.

Giza modeloak

Giza modelo birtualen lehen aplikazio komertziala 1998an argitaratu zen “Lands' End”-en web orrialdean. Giza modelo birtualak “My VirtualMode Inc.” izeneko enpresan sortu ziren eta honek erabiltzaileek bere buruaren modelo bat sortzea eta modelo horretan 3D arropak probatu ahal izatea ahalbidetu zuen. Giza modelo birtualen sorkuntza ahalbidetzen duten hainbat programa moderno daude, Poser adibidez.

3D arropak

MarvelousDesigner, CLO3D eta Optitex bezalako oihalen simulazio-softwareen garapenak moda diseinatzaile nahiz artistek ordenagailu bidez 3D arropa dinamikoak modelatu ahal izatea ekarri du. 3D arropa dinamikoak moda katalogo birtualetarako, bideo-jokoen 3D pertsonaiak janzteko eta 3D pelikula bizidunetarako erabiltzen dira.

Cícero Moraes 3D diseinatzaileak Blender programaren bidez egindako momia baten aurpegiaren berreraikitze pausuak.

Erabilerak

3D modelaketa pelikula, animazio eta jokoen industrian, eta arkitektura nahiz eraikinen barruko diseinuetan erabiltzen da. Medikuntzan, modeloak anatomiaren adierazpen interaktiboetarako erabiltzen dira. Erabilera horiez gain, 3D software asko erabiltzen dira fabrikatuak izan baino lehen modelo edo pieza mekanikoen adierazpenak eraikitzeko. Aipatutako kasuetan CAD/CAM-ekin erlazionatutako softwareak erabiltzen dira, honekin piezak eraikitzeaz gain, elkar munta daitezke eta beraien funtzionalitatea azter daiteke.