Vad är 3D-modellering?

Själva 3D-modellen är grunden i vår visualisering och det är denna som vi kan material- och ljussätta samt animera. Att ta fram en 3D-modell kan göras på olika sätt beroende på hur och till vad den ska användas. Här går jag igenom de vanligaste teknikerna samt dess för- och nackdelar.

Vad är en 3D-modell?

En 3D-modell är en digital representation av ett tredimensionellt objekt. Det är alltså en skiss som inte bara har information om bredd och höjd utan även djup. Utifrån denna information får vi en modell som vi kan rotera, flytta och titta på från olika håll och det är denna som utgör grunden för vår 3D-visualisering.

Många tänker för att det i slutändan resulterar i en bild eller film är det inte 3D, men det är i framtagandet av detta som 3D-modellen används. Den gör att datorn kan beräkna dess volym, få den att interagera med ljuskällor och kasta skuggor i vår 3D-scen. Men mer om det senare.

En 3D-modell kan också användas i sammanhang som VR, AR, konfiguratorer och tillverkning, men nu fokuserar vi på hur de används för just 3D-visualisering.

Hur skapas en 3D-modell?

Det finns som sagt olika tekniker för att ta fram 3D-modeller, alla med sina för- och nackdelar så viktigt i detta första steg är att ha en förståelse om hur modellen kommer att användas och till vad. Typ av objekt som ska visualiseras kan också avgöra tillvägagångssättet. CAD som många känner till är bra för hårda ytor men inte det bästa valet om produkten är t.ex. en kudde. Låt oss gå igenom några av de vanligaste sätten att ta fram en 3D-modell.

Polygonmodellering

Den vanligaste och mest mångsidiga teknikerna inom 3D-grafik är polygonmodellering. Här byggs modellen upp av polygoner vilket består av punkter och linjer som med sin plats i 3D-miljön skapar själva ytan på 3D-modellen. Tänk dig som att bygga upp något i kartong där varje kartongbit är en platt yta men som tillsammans skapar en skulptur.

Desto fler och mindre ytor desto bättre upplösning, men också tyngre för datorn att processa. Här kan vi alltså anpassa och optimera modellen efter vad den ska användas till och hur detaljerad den måste vara.

Fördelar

• Passar till de flesta objekt

• Kontroll på “upplösning”

• Får en s.k. ren geometri, som är lätt att arbeta med

• Bra för animation och riggning

Nackdelar

• Manuellt och kan bli tidskrävande vid komplexa modeller

• Svårt att få fram mjuka & organiska former

CAD

Detta är något som många känner till och används främst i tillverkningsindustrin där exakta mått och anpassningar kan göras med stor precision. Detta för att det är mer matematik som ligger bakom modellen. Istället för att ha en rak linje mellan punkterna i 3D-miljön för att bilda en yta som i polygonmodellering, är dessa punkter nu interpolerade och på så sätt avgörs 3D-modellens form.

Jag brukar likna det som att CAD-modeller är som vektor-grafik och polygonmodeller är som raster, för er som förstår den liknelsen.

Många har en CAD-modell av sin produkt idag och dessa filer kan även vi använda i produktvisualisering. Men då de är byggda för tillverkning snarare än visualisering innebär det att vi behöver konvertera dem till ett format som lämpar sig bättre för vår typ av 3D-grafik.

Fördelar

• Exakta mått med stor precision

• Perfekt för tillverkning

• Standard i industrin

Nackdelar

• Inte anpassad för 3D-visualisering

• Svårt att få fram mjuka & organiska former

Procedurell modellering

Detta är en kraftfull teknik för att automatisera skapandet av 3D-modeller. Istället för att modellera manuellt bygger vi ett system som låter datorn automatiskt generera eller förändra formen på det vi skapar. Kan förklara det som att det med kod sätts upp algoritmer och regler som beskriver hur 3D-modellen ska byggas upp.

Det kan handla om att enkelt skapa variationer eller kunna bygga komplexa former där en liten förändring påverkar hela modellen. Allt sker automatiskt men med full kontroll.

Denna teknik lämpar sig också bra om objektet ska animeras eller kanske förvrängas. Då parametrar kan ändras under tid kan vi få objektet att t.ex. växa fram eller ändra form.

Fördelar

• Lätt att uppdatera och återanvända

• Flexibelt och effektivt

• Tidsbesparing i längden

• Skalbart

Nackdelar

• Tekniskt komplext och kräver mycket tänkande

• Tar tid att bygga upp

Fotogrammetri

Detta är en metod där 3D-modeller skapas genom att fotografera ett objekt från alla vinklar och sedan låta datorn analysera dessa bilder för att på så sätt bygga upp formen i 3D. Detta går idag att göras med en telefon och det finns många appar ni kan ladda ner och testa själva.

Fotogrammetri fångar objekt med hög detaljrikedom och passar bra för natur och organiskt material. Du får dock en tät mesh som är svår att jobba vidare med och kräver därför ofta någon slags bearbetning för att optimera 3D-modellen.

Fördelar

• Realistiskt

• Detaljerat

• Förhållandevis snabbt och enkelt med dagens teknik

Nackdelar

• Kräver efterarbete

• Svårkontrollerat

• Måste ha objektet fysiskt

• Passar inte alla typer av objekt och material

Skulptering

Att skulptera i 3D är som att skapa med digital lera. Utifrån en grundform skulpterar du med verktyg som låter dig dra, trycka, skära och forma ditt objekt. Det är intuitivt, visuellt skapande och används framför allt till att skapa karaktärer och människor samt naturliga, organiska och mjuka former.

Inget som brukar användas vid hårda objekt men kan komplettera om produkten i fråga har t.ex. tygdetaljer eller mjuka delar med veck.

Fördelar

• Fritt skapande med konstnärligt uttryck

• Skapa mjuka objekt

• Enkelt ta fram detaljer

• Snabbt och intuitivt

Nackdelar

• Kräver efterarbete

• Svårt att hålla exakta proportioner

• Tungt för datorn att jobba med

Så vilken teknik är bäst?

Som ni märker finns det inte bara en väg att gå och ett projekt kan bestå av flera olika tekniker. Kanske kommer det en CAD-modell från kund, detaljer som därefter polygonmodelleras och mjuka delar får sin form genom skulptering.

Så även att polygonmodellering är att föredra finns det inget “rätt sätt”, det handlar om att välja rätt verktyg för rätt uppgift. Och ibland är det bästa att kombinera flera.

Sammanfattning

3D-modellen är alltså grunden till vår visualisering, oavsett om det är för en stillbild eller animation börjar det med en digital modell som vi kan vrida, ljussätta och placera i en miljö. Beroende på typ av produkt och vad den ska användas till finns det olika tekniker på hur vi tar fram denna 3D-modell, där polygonmodellering är den vanligaste och mest mångsidiga. Dock har alla sina för- och nackdelar och flera tekniker kan användas i framtagandet av en och samma modell.

Nästa steg är nu att skapa ett material till vår modell. Läs vidare för att lära er vad det innebär.