3D 형상 모델링

3D 형상 모델링 
CAD 프로그램 활용 3차원 객체를 모델링하기 위해서 3차원 좌표계를 사용한다. 3차원 공간의 좌표계는 축의 방향을 설정하는 방법에 따라 오른손좌표계, 왼손좌표계로 나뉜다. 오른손 좌표계는 가로를 x축, 세로를 y축, 바라보는 시점을 기준으로 앞쪽 즉, 시점쪽이 z축 양의 방향이되는 것이다. 왼손 좌표계는 x축과 y축은 동일하나 z축이 시점에서 먼 쪽, 즉 시점 반대쪽이 z축방향이되는 것이다. 3D디자인 소프트웨어마다 좌표계 방향이 조금씩 다르므로 사용하고자하는 소프트웨어의 좌표계를 숙지하고 작업해야한다. 3D객체를 모델링하기위한 3D작업 공간을 viewport라고하며, 대개 4가지 화면으로 작업을 진행한다. 기본 설정은 Top. Front, Left, Perspective로 설정되어있다. Top view는 객체를 위에서 바라본 평면도를 나타내고, Front view는 정면에서 바라본 정면도 Left view는 왼쪽에서 바라본 좌측면도, Perspective view는 남서방향에서 바라본 원근감이있는 입체도를 나타낸다 
1) 3D 상 모델링 방식의 종류 슬리곤 방식은 삼각형을 기본 단위로하여 모델링 할 수있는 방식이다. 삼각형의 꼭짓점을 연결해 3D객체를 생성한다. 기본 삼각형은 평면이며 삼각형의 개수가 많을수록 형상이 부드럽 세 표현된다. 크기가 작은 다각형을 많이 사용하여 객체를 구성하면 부드러운 표면을 표현할 수 있으나 랜더링 속도는 떨어진다. 다각형의 수가 적으면 빠른 속도로 랜더링 할 수 있으나 객체 표면이 거칠게 표현된다. 1) 폴리곤방식 (2) 넙스방식 넙스 방식은 수학 함수를 이용하여 곡면의 형태를 만든다. 폴리곤 방식에 비해 많은 계산이 필요하지만 부드러운 곡선을 이용한 모델링에 많이 사용된다. 폴리곤 방식보다 정확한 모델링이 가능하다. 자동차나 비행기의 표면과 같은 부드러운 곡면을 설계할때 효과적이다 (3) 솔리드방식면이 모여 입체가 만들어지는 상태로 속이 꽉찬 물체를 이용해 모델링하는 방식이다. 솔리드 방식으로 모델링 할 경우 재질의 비중을 계산해 무게 등을 측정할 수있다.2) 넙스 방식의 3D모델링프로그램 
넙스방식의3D모델링 프로그램 Rhinoceros, Catia, 123D, CADian3D, TinkerCAD 등여 러 가지가 있으나 여기서는 라이노 프로그램을 활용해서 3D형상모델링을 해보기로한다. 3D형상 모델링을 위해서는 모든 소프트웨어에서 공통적으로 적용되는 기본 기능이있다. 기본 기능은 돌출(Extrude), 경로돌출(Sweep), 회전(Revolve), 로프트(Lof)와 입체와 입체간 연산 (Boolean) 기능을 활용하여 다양한 입체형상을 모델링 할 수있다.
(1) 돌출 모델링 돌줄 모델링은 2D 단면에 높이 값을 주어면을 돌출시키는 방식이다. 선택한면에 높이 값을 주어 돌출시킨다.
(2) 스윕 모델링 스윕 (Sweep) 모델링은 경로를 따라 2D단면을 돌출시키는 방식이다. 스윕 모델링을하기 위해서 경로와 2D 단면이 있어야한다. 
(3) 회전모델링 축을 기준으로 2D라인을 회전하여 3D객체로 만드는 방식이다. 단면이 대칭을 이루면서 360도 회전되는 물체를 만들때 사용한다. 주로 와인잔. 병 등을 만들 때 사용한다. 회전 모델링을 제작할 때 먼저 기준축을 정하고, 그 축을 중심으로 회전시킬 회전체의 형태를 라인으로 작성한다. 라인이 만들어지면 옵셋 기능을 활용하여 두께를 정한 다음 축을 기준으로 회전 명령을 적용한다 
(4) 로프트 모델링 2개 이상의 라인을 사용하여 3D 객체를 만드는 방식이다. 사용되는 라인 중 하나는 경로 (Path)로 사용되며, 다른 하나는 표면 (Shape)을 만들게된다. 2 개 이상의 라인을 적용하여 다양한 형태를 만들 수 있고, 복잡한 형태의 객체도 만들 수있다 
(5) 불린(Boolean) 연산방식기본 객체들에 집합 연산을 적용하여 새로운 객체를 만드는 방법이다. 집합 연산은 합집합, 교집합. 차집합연산이있다. 합집합은 두 객체를 합쳐서 하나의 객체로 만드는 것이고, 교집합은 두 객체의 겹치는 부분 만 남기는 방식이다. 차집합은 한 객체에서 다른 한 객체의 부분을 빼는 것이다. 합집합과 교집합은 피연산자의 순서가 변경되어도 동일한 결과를 나타내지만, 차집합의 경우는 피연산자의 순서가 변경되면 다른 객체가 만들어진다.