Tokom postojanja 3D CAD sistema razvijeno je nekoliko vrsta 3D modela koji se međusobno razlikuju na osnovu količine i vrste podataka o obliku proizvoda koji se pomoću njih može opisati i sačuvati.
Jednostavnije rečeno, 3D modeli se dele osnovu vrste i količine podataka o obliku proizvoda koji su dostupni unutar datoteke 3D modela.
Postoje sledeće vrste 3D modela, odnosno vrste 3D modeliranja:
- Oblak tačaka - eng. Points Cloud, rus. Облако точек
- Žičani 3D modeli (Žičano modeliranje) - eng. Wireframe 3D models, rus. каркасные (проволочные) модели
- Površinski 3D modeli (Površinsko modeliranje) - eng. Surface 3D models, rus. поверхностные модели
- NURBS 3D modeli (NURBS modeliranje) - eng. Non-uniform rational B-spline, rus. Неоднородный рациональный B-сплайн
- Poligonalni 3D modeli (3D modeliranje)
- Puni 3D modeli (Zapreminsko modeliranje, Modeliranje punih 3D modela) - eng. Solid 3D models, rus. твёрдотельные (объемные) модели
- CSG 3D modeli (Modeliranje pomoću primtiva) - eng. Constructive Solid Geometry, rus. Конструктивная сплошная геометрия
- B-rep 3D modeli (Modeliranje pomoću tipskih oblika) - eng. Boundary representation, rus. Граничное представление
- Voksel 3D modeli (Voksel modeliranje)
- Oktalno stablo - Octree (Modeliranje pomoću oktalnog stabla)
- ...
Žičani 3D modeli opisuju oblik pomoću temena i ivica. Površinski 3D modeli opisuju oblik pomoću temena, ivica i graničnih površina. Puni 3D modeli opisuju oblik pomoću temena, ivica, graničnih površina i zapremine koju one obuhvataju.
Na sledećoj slici možete slikovito videti razlike između 3 najznačajnije vrste geometrijskih 3D modela.
3 najznačajnije vrste 3D modela
Podela 3D modela na vrste je u potpunosti ista kao podela procesa 3D modeliranja, što je i logično pošto je modeliranje proces na osnovu kojeg nastaju 3D modeli.
Nastankom računara početkom druge polovine prošlog veka, inženjeri su brzo uvideli mogućnost da se pomoću njih automatizuju pojedine faze razvoja proizvoda kao što su izrada tehničkih crteža, proračuni, proizvodnja... Računari u to vreme nisu imali dovoljno snage, nije bila razvijena računarska grafika i geometrijsko modeliranje i jedini pravac u kome je bilo moguće napraviti prvi korak je bila automatizacija izrade tehničkih crteža. Za tu svrhu su poslužili žičani 2D modeli koji su u suštini predstavljaju samo koordinate krajnjih tačaka i podatak o vrsti geometrijskog elementa između njih.
Svi su već tada shvatali da će se najveći napredak u razvoju proizvoda desiti automatizacijom proračuna i proizvodnje, a to je jedino bilo moguće stvaranjem trodimenzionalnih geometrijskih modela proizvoda. Prvi korak je načinjen veoma brzo nastankom žičanih 3D modela koji su znatno ubrzali izradu tehničkih crteža jer je bilo moguće na osnovu njih automatski praviti ortogonalne poglede, preseke, aksonometrijske poglede... Međutim, praksa je pokazala da žičani 3D modeli imaju veliki broj nedostataka, od kojih su najznačajniji nemogućnost obavljanja proračuna metodom konačnih elemenata (CAE) i nemogućnost simulacije obrade na RNU mašinama, odnosno RNU mašinama (CAM).
Kako je jačina računara rasla postajalo je polako moguće krenuti i u ovim pravcima razvoja. Brzo su se počele razvijati matematičke metode za opisivanje složenih oblika pomoću računara, t.j. polako je nastajala potpuno nova oblast matematike koja se naziva geometrijsko modeliranje. Prva prekretnica se desila razvojem površinskog modeliranja t.j. razvojem NURBS metoda za opisivanje površina delova od kojih se proizvod sastoji. Posledica površinskog modeliranja je nagli razvoj RNU mašina i CAM softvera, što omogućilo automatizaciju proizvodnje delova koji imaju složeni oblik. Naravno, najveći doprinos ovoj prekretnici su dale vazduhoplovna i automobilska industrija, koje su zbog složenih oblika svojih proizvoda imale najveći interes da automatizuju njihovu proizvodnju. Površinsko modeliranje je omogućilo ne samo automatizaciju proizvodnje pomoću RNU mašina (CNC mašina), već i veliki napredak u razvoju potpuno novih naučno-tehnoloških disciplina kao što su računarska grafika i računarska geometrija t.j. geometrijsko modeliranje.
Veliki nedostatak površinskih 3D modela je što nisu mogli da opišu prostor t.j. zapreminu između površina od koji se delovi sastoje. Zbog ove mane oni nisu bili pogodni za proračune fizičkih osobina proizvoda metodom konačnih elemenata koja se u to vreme takođe razvijala. Jačanjem računara i nastankom B-rep metoda opisivanja punih 3D modela, razvilo se zapreminsko modeliranje koje je veoma brzo postalo dominantno, jer je napokon omogućilo automatizacija 3 glavne faze razvoja proizvoda: izradu tehničkih crteža, proizvodnju na RNU mašinama i proračune fizičkih osobina delova i sklopova.
To je to, u daljim tekstovima koje ću pojedinačno opisati svaku vrstu 3D modela.
Ako Vas interesuje više informacija o istoriji CAD sistema pogledajte strane u kategoriji Istorija CAD softvera.