3Dモデリング（立体形状の作り方）

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3Dモデリングとは

3Dモデリングとは、立体（3次元）の形をコンピュータ上のデータとして作り上げる作業のことです。物体の表面や頂点の位置を、奥行きを含めた座標（x・y・z）で表していきます。

身近な例で考えると、粘土で立体を形づくる作業に近いものです。ただし手で触る代わりに、画面の中で頂点や面を動かして形を整えます。こうして作った立体データ（モデル）が、CG映像やゲーム、3Dプリンタなどの土台になります。

同じ立体でも、「どう表すか」の考え方によって複数の方式があります。上の図解では、同じ球を3つの方式で表したらどう違うかを並べています。次にその違いを見ていきましょう。

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主要方式の違い

3Dモデリングの代表的な方式は、立体を「どこまで表すか」で次の3つに分かれます。
・ポリゴンモデリング：たくさんの小さな三角形（ポリゴン）の面をつなぎ合わせて形を表す
・サーフェスモデリング：物体の表面（曲面）だけを定義する。中身は空洞
・ソリッドモデリング：表面だけでなく中身が詰まった立体として表す

ポリゴンとサーフェスは「表面だけ」を扱うため、いわば中身が空っぽの殻（から）です。一方ソリッドは中身まで持つため、体積や重さを計算できるという大きな違いがあります。図解では「中は空洞」「中身あり」と書き分けています。

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用途別の選択

どの方式を使うかは、何を作りたいか（用途）によって選びます。
・ポリゴン：ゲームのキャラクターや映像のCGなど、見た目重視の物体に向く
・サーフェス：車体や工業製品など、なめらかな曲面の見た目が大切な物に向く
・ソリッド：機械部品や建築など、体積・強度・重さを計算したい設計（CAD）に向く

判断のポイントは「見た目だけでよいのか、中身の情報まで必要か」です。映像やゲームは画面に映る表面さえあれば十分なので、軽くて扱いやすいポリゴンやサーフェスが選ばれます。

一方、製品の設計では「この部品は何グラムか」「ぶつけて壊れないか」を確かめる必要があります。こうした体積や材質を扱う場面ではソリッドモデリングが選ばれます。CAD（コンピュータによる設計）がその代表例です。

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練習問題