La modellazione 3D viene utilizzata in molti settori, dal cinema ai videogiochi, fino alla produzione di manufatti medici e industriali. A differenza della scansione 3D, che prende in esame un oggetto reale per ricostruire la sua immagine 3D al computer, la modellazione 3D prevede la creazione da zero di un oggetto all'interno di un ambiente software CAD (Computer-Aided Design) dedicato.
Vediamo insieme le 3 principali tecniche di modeling 3D.
La modellazione 3D parametrica è sicuramente il principale metodo utilizzato tra progettisti e ingegneri per costruire prototipi e parti funzionali.
Il modello 3D viene creato all'interno del software attraverso una serie di lavorazioni, dette features, gestite da attributi particolari, ovvero i parametri: variando il valore di questi parametri è possibile modificare il risultato ottenuto da una feature e, quindi, il modello 3D.
Esempio di features principali sono le operazioni di estrusione, rivoluzione, loft e sweep, che permettono di modellare la geometria di base.
Alcune feature richiedono un disegno (2D o 3D) di origine, detto sketch, memtre altre sono applicabili direttamente al modello. Possiamo pertanto dividere le feature in due categorie: sketched-features le prime e applied-features le seconde.
Con la modellazione parametrica è possibile considerare anche tutte le caratteristiche dell'oggetto reale da modellare, quali parametri fisici e ottici, densità, materiale ed altro.
Altra tecnica molto comune è la modellazione poligonale, ideale per la creazione di oggetti organici e di forme complesse. Essa implica l’utilizzo di una rete poligonale di un oggetto composto da triangoli, quadrati e ottagoni, per la creazione di una mesh 3D, ovvero un reticolo di linee e forme che definisce l’oggetto 3D in questione. Basandosi sull'impiego di poligoni, con la modellazione poligonale le superfici e i volumi curvi non hanno una precisa definizione come con le altre tecniche di modellazione, risulteranno bensì approssimati.
Lo spazio dell’oggetto è definito da 5 elementi:
I Vertici (Vertex)
Gli spigoli (Edge)
Le facce (Face)
Le normali (Normal)
Le coordinate UV
La modellazione poligonale viene comunemente utilizzata con software di modellazione 3D dedicati come Blender e Maya, e viene spesso usata nella produzione di film o videogiochi per ricreare personaggi o altri oggetti come auto, armi ecc…
Anche chiamata modellazione B-spline, la modellazione NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines), anzichè utilizzare reti poligonali, si avvale di curve matematiche per definire la forma dell'oggetto, quindi la modellazione NURBS in realtà “piega” lo spazio e si predilige per la creazione di oggetti con superfici curve precise e uniformi.
Sebbene questa tecnica di modellazione 3D sia meno comune della modellazione poligonale, è ugualmente importante per alcune applicazioni, come la produzione di oggetti di design o di protesi.
Utilizzata molto anche dai progettisti 3D per giochi e film d’animazione, la scultura digitale crea oggetti iper realistici con forme organiche e morbide, ma anche prototipi per il design, gli schizzi e la stampa 3D.
Il processo richiede molta abilità rispetto alla modellazione poligonale perché consente, tramite l’utilizzo di particolari software, la modellazione di oggetti in 3D come se si stesse lavorando manualmente materiali reali come l’argilla o la pietra.
Scegliere la migliore tecnica di modellazione è sicuramente il primo passo per realizzare il proprio oggetto in 3d. Questa scelta va compiuta considerando la tipologia dell'oggetto da realizzare, la complessità della sua geometria, la risoluzione necessaria e altri fattori, comprendenti le esigenze specifiche del progetto, che andranno poi valutati per selezionare anche la tecnologia di stampa da utilizzare.