2.1 建模
我们将在计算机内表示三维景物称为几何建模。为了表示三维景物，需要在计算机中定义三维空间和坐标系统，然后将三维景物表示成坐标系统中点的集合。
常见的三维模型有以下几种。
1.线框模型（Wire-frame Model）
这种模型以线条来表现三维形体的轮廓线，没有面，不能消隐、着色和绘制真实感图形。如图2.1所示。
2.表面模型（Surface Model）
表面模型在线框的基础上添加了表面，可以进行消隐、着色和绘制，从而得到具有真实感的视觉效果。
（1）多边形（Polygon）
物体、场景或地形采用多边形，特别是平面小三角组成的网格来近似表示，如图2.2和2.3所示。
图2.1 线框模型的例子
图2.2 用多边形网格建模的例子
图2.3 三角形网格模型
（2）参数曲面片（Parametric Patch）
这些曲面片是“弯曲的四边形”。这种表示方法与多边形网格相似，只是这时各个多边形的表面变成了弯曲的，如图2.4所示。
图2.4 参数曲面片模型
（3）基于点的模型（Point-based Model）
基于对景物表面的非均匀采样所得到的景物的点云表示，如图2.5中左图所示。点云模型可以描述景物表面的三维几何与光反射性质。
图2.5 景物的点云和体素表示
3.实体模型（Solid Model）
这类模型常见的有构造实体几何和体素两种。
（1）构造实体几何（Constructive Solid Geometry, CSG）
通过将简单形状的几何图元（如正方体、球、圆柱等）进行布尔运算，可以表示很多构造出来的立体几何模型，如图2.6所示。
图2.6 由简单几何图元经布尔运算构造更复杂的几何模型
（2）体素（Voxel）
这是一种被称为空间细分(Spatial Subdivision)的技术。把几何形体（或景物）空间细分为基本的立方体，称为体素，再把每一个体素标记为空或含有几何形体（或景物）的某一部分，如图2.5中的中图和右图所示。
关于建模的具体内容，将在第3章和第4章中进行讨论。其中，第3章主要介绍实体模型，第4章重点讨论表面模型。基于点的建模则在第18章中讨论。