3차원 모델링(영어: 3D modeling)은 폴리곤(polygon), 포인트 클라우드(point cloud) 등의 좌표 기반 표현 방식을 이용하여 현실의 물체를 가상의 3차원 공간에 디지털 데이터로 구현하는 과정을 의미한다. 컴퓨터 그래픽 기술의 한 분야로, 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태의 데이터로 입체 형상을 저장하고 표현하는 작업이다.
개요
3차원 모델링은 일반적으로 객체의 구조를 생성한 후, 렌더링(rendering) 과정을 거쳐 현실적인 질감과 조명 효과를 부여하는 방식으로 진행된다. 모델링의 결과물은 3차원 모델(3D model) 또는 모형이라고 하며, 현실의 물체와 달리 디지털 데이터로 저장된다. 이러한 작업을 수행하는 전문가를 모델러(modeler)라고 부른다.
주요 표현 방식
3차원 모델링은 크게 세 가지 주요 유형으로 구분된다.
- 와이어프레임 모델링(Wireframe modeling): 점, 선, 곡선만을 사용하여 객체의 모서리와 윤곽을 표현하는 가장 추상적이고 단순한 방식이다. 표면 정보가 없어 가장 적은 메모리를 사용한다.
- 서피스 모델링(Surface modeling): 객체의 외부 표면(껍질)을 정의하여 표현하는 방식으로, 곡면이 중요한 자동차, 선박, 산업 디자인 분야에서 주로 사용된다.
- 솔리드 모델링(Solid modeling): 객체를 완전한 입체적 부피로 표현하는 방식으로, 내부 구조까지 포함한 완전한 디지털 복제물을 제공한다. 가장 정교하고 복잡하며, 제조 및 공학 해석에 적합하다.
활용 분야
3차원 모델링은 다양한 산업 및 예술 분야에서 널리 활용된다.
- 엔터테인먼트 분야: 영화, 애니메이션, 광고, 비디오 게임 등에서 가상의 캐릭터와 배경을 제작하는 데 사용된다.
- 설계 및 제조 분야: 건축 설계, 제품 디자인, 자동차 및 항공기 설계 등에서 컴퓨터 지원 설계(CAD)의 핵심 기술로 활용된다.
- 과학 및 공학 분야: 물리적 실험 시뮬레이션, 의료 영상 재구성, 구조 해석 등에 사용된다.
- 3D 프린팅: 모델링된 3차원 데이터를 기반으로 실제 물체를 출력하는 적층 제조 기술의 전제 조건이 된다.
주요 소프트웨어
3차원 모델링을 수행하는 소프트웨어를 3차원 모델러(3D modeler)라고 한다.
- 자유 소프트웨어: 스케치업(SketchUp), 오픈SCAD(OpenSCAD), 스컬프트리스(Sculptris), 팅커캐드(Tinkercad) 등이 있다.
- 상용 소프트웨어: 오토캐드(AutoCAD), 라이노(Rhino), 알리아스(Alias), 블렌더(Blender, 무료) 등이 대표적이다. 각 소프트웨어는 산업용 디자인, 건축, 게임, 애니메이션 등 특정 용도에 따라 특화된 기능을 제공한다.
관련 개념
3차원 모델링은 3차원 스캐너(3D scanner)를 통해 실물 객체의 형상을 디지털 데이터로 획득하는 역방향 과정과 연결되며, 모델링된 데이터는 3차원 렌더링(3D rendering)을 통해 최종적인 시각적 결과물로 변환된다.
