3次元物体の幾何情報の入力と、その記憶に適切な幾何形状モデルは、その用途によって異なるが、次の3種類に分類できる。すなわち、図3.1に示すように、モデルを表現する要素が、線分か、面か、立体かによる。

　　

(a)　ワイヤフレームモデル

　針金細工のように頂点と線分で構成され、面の情報をもたず、3次元物体の正確な表現には不向きである。 図3.2にデータに記憶形式の例を示す。

図3.2：　ワイヤーフレームモデルのデータ構造

　図のように、各頂点および稜線は番号付けされ、各頂点の座標を記憶する頂点テーブルと稜線の2端点の頂点番号を記憶する稜線テーブル（辺テーブルともいわれる）からなる。このようにモデルの作成が容易であり、データ構造が単純であるから 記憶容量が少なくてよい。また、建物の概略形状や、配管などの互いの接続関係を知るには十分である。

(b)　サーフェイスモデル

　物体を面の集合によって定義しているから、隠面消去や隠線消去が可能である。しかし、面のどちら側が物体の内部であるかの情報をもっていないから、必ずしも閉じた多面体を構成している保証がない（図3.1b参照）。また、容積、重心等の物理量の計算はできない。

(c)　ソリッドモデル

　多面体（または曲面体）を基本にして構成されるモデルである。サーフェイスモデルに面の方向の情報を加え、閉じた立体としたものである。ソリッドモデルは、立体に関する情報をもっているから、サーフェイスモデルに比べて、断面図、物体同士の干渉、体積、重量の計算などを求めることができる。後述のように、簡単な形状の物体（プリミティブと呼ぶ）に 論理演算を施すことによって、複雑な形状モデルを容易に構築できる。論理演算とは、物体同士の共通部分を求めたり（積）、共通部分をくり抜いたり（減算）したりする処理をいう。
　形状データは、頂点座標と面を構成する頂点番号で定義される。なお、面は稜線番号で定義されることもある。

図3.3：ソリッドモデルと面の記憶形式

図3.3にデータ構造を示す。頂点テーブルは図3.2のものを利用する。面の法線ベクトルは物体外部を向くものとし、面は物体外部から見て右廻り（システムによっては左廻り）の頂点番号で与えられる。他にも種々のデータ構造がある。

　形状入力は一般に手作業によるところが多く、エラーを生じ易い。これを避けるためには、入力システムが、プリミティブ(基本図形)の集合演算や、曲線の回転、または2次元図形の挿引、自由曲面発生機能等の会話形入力機能をもつことが望ましく、マウスやタブレットをはじめとした、2次元座標読み取り装置のほかに、3次元座標読取り装置も利用されるようになった。

　ソリッドモデルの計算機内での記述法は、B-reps(Boundary representation)と、CSG (Constractive Solid Geometry)の二つに分類できる。前者は境界表現と呼ばれ、面、稜線、頂点リストからなるデータ構造をしており、3次元図形表示の観点からは便利であるが、入力やその修正が複雑である。一方、後者はプリミティブを2進木構造（第3.4図参照）で記憶しているので、入力、修正は容易であるが、そのままでは表示にやや難点がある。そのため両者の特徴を生かしたシステムも開発されている。
　なお、図3.4はプリミテイブ（この例では、2つの直方体と円柱）を論理演算して物体を定義したもので、木のノードに加、減、積等の演算法を記憶してある。例えば円柱を直方体から減算（くり抜く操作）してある。

図3.4：　CSG表現