Kolmiulotteinen mallinnus

Kolmiulotteinen mallinnus tai 3D-mallinnus tarkoittaa tietokoneavusteista kolmiulotteista suunnittelua tietokoneen kuvaruudulla. Tuloksena syntyvää mallia käytetään taideteosten, talojen, laitteiden tai niiden osien valmistamiseen tai esimerkiksi virtuaalisena ympäristönä kolmiulotteista grafiikkaa sisältävissä videopeleissä tai elokuvissa. Mallinnukseen on lukuisia kaupallisia sekä vapaan lähdekoodin ohjelmia useisiin eri tarkoituksiin ja eri menetelmiin.

Tietokonegrafiikassa sanotaan geometriseksi malliksi jotain mitä halutaan esittää näytöllä (kuten auto tai talo) ja matemaattiseksi malliksi fyysistä tai laskennallista prosessia (kuten valon heijastuminen kiiltävältä pinnalta).

Konkreettisen kappaleen mallinnus
Kolmiulotteinen malli toimii tuotteen tai teoksen hahmottamisen apuna tai itse tuotteen valmistuspohjana. Usein kolmiulotteista tietokonemallia käytetään NC-työstökoneiden ohjaamiseen ja siten virtuaalimallista voidaan luoda konkreettinen kappale esimerkiksi prototyyppiä tai tuotantoa varten. Uusin tekniikka kolmiulotteiseen mallintamisessa mahdollistaa kolmiulotteisen tulostuksen (3D-tulostus), jossa malli rakentuu 3D-tulostimen avulla esimerkiksi muovista. 3D-tulostimia, jotka tulostavat myös mm. metalleja, lasia, sokeria, betonia on jo markkinoilla ja suhteellisen edullisia tulostimia voi tehdä myös DIY-konseptilla omaan käyttöön.

Virtuaalimallinnus
Kolmiulotteista mallinnusta hyödynnetään esimerkiksi peleissä ja elokuvissa, joiden kuvamaailma tapahtuu kolmiulotteisessa ympäristössä. Renderöinti tarkoittaa tiettyjen kappaleiden tai kuvien esittämistä näytöllä ja renderöity kuva voi muodostaa osan animaatiosta.

VRML-malleja tehdään muun muassa rakennuksista niiden esittelyä varten interaktiivisesti ja muuhun käyttöön.

Mallinnusmenetelmiä 
Mallien luomiseen voidaan käyttää useita eri menetelmiä kuten polygonimallien tekeminen siihen suunnitellulla ohjelmalla, digitaalisella kuvanveistolla tai 3D-skannauksella kuten laserkeilauksella tai koordinaattimittauskoneella, sekä kaksiulotteisen kuvien "siivuina" (magneettikuvaus, tietokonekerroskuvaus). Kolmiulotteisia malleja voidaan tehdä myös valokuvista (fotogrammetria). Polygonimalli voidaan tuottaa algoritmisesti myös muunlaisesta tiedosta.

CAD-mallinnus on oikean kappaleen mekaanista suunnittelua kun taas polygonipohjaisia malleja tehdään tehdään tietokonegrafiikkaa varten ja menetelmät sekä tulokset eroavat. Samoin lääketieteelliseen esitykseen käytettävä mallinnus käyttää eri menetelmiä ja periaatteita kuten vokseleita.

Katso myös
 Luettelo 3D-grafiikkaohjelmista
 Tietokonesimulointi
 Tallennetuotanto
 3D-tulostin (artikkelissa tulostin)
 NC-työstö (artikkeli Numeerinen ohjaus)
 Tietokoneavusteinen suunnittelu
 Tietokoneavusteinen valmistus
 CGI (grafiikka)
 Polygonimalli

Lähteet

Aiheesta muualla 

 Yle Tiede: Ihmisen varaosat ovat totta https://yle.fi/aihe/artikkeli/2018/02/06/ihmisen-varaosat-ovat-totta
 List of 3D Modeling Software 
 3D Model Databases: The Availability of 3D Models on the World Wide Web. (PDF) 

Tietokoneavusteinen suunnittelu
Rakennussuunnittelu
Suunnittelu ja innovaatio
Mallintaminen
Tietokonegrafiikka