Cosa sono i voxel e come vengono utilizzati nella modellazione 3D?

Alcuni strumenti nel software di modellazione 3D non funzionano in metri, pixel o pollici, ma in un'unità diversa: voxel, cubi tridimensionali che rappresentano volumi uniformi di spazio.

Cos'è un voxel? Qual è il modo migliore per usare questi piccoli cubetti stravaganti? C'è molto di più nel concetto di quanto sembri.

Cosa sono i voxel?

I voxel sono unità generiche rappresentative di un dato volume di spazio 3D. Sono essenzialmente piccoli mattoni virtuali, che svolgono un ruolo analogo a quello dei pixel che caratterizzano un campo bidimensionale.

La parola stessa è un'allusione alla parola "pixel", solo in un contesto volumetrico in opposizione a un contesto grafico bidimensionale. I voxel sono estremamente rari come agenti di rendering predefinito per la maggior parte dei programmi 3D tradizionali come Blender, ma sono ancora molto rilevanti nel campo della modellazione 3D e CGI.

Qui puoi vedere alcuni voxel in azione in Blender. Potresti aver notato questa opzione quando usi il modificatore Remesh su un oggetto: qual è la differenza tra questi due tipi di protocolli di rendering?

• Sono campionati nell'intero modello, mentre una mesh poligonale è giusta una pelle piena di spazio vuoto.
• I voxel mancano di una posizione nativa: sono relativi, ogni valore volumetrico è determinato dalle relazioni che condividono.
• Sono basati su coordinate e tecnicamente in realtà non esistono al di fuori dell'immagine renderizzata finale.
• I voxel sono tutti di dimensioni totalmente congruenti, il valore discreto più piccolo possibile all'interno di un dato spazio 3D.

Fondamentalmente, immagina l'interno di un grande cubo cavo con griglie che rivestono tutti e sei i lati delle sue pareti interne. Un voxel sarebbe un volume di spazio equivalente a un'unità cubica attorno a tutti i lati.

I voxel sono incredibilmente preziosi nell'imaging scientifico e medico, nonché nelle simulazioni di particelle. Sono più fedeli alla realtà in molti modi, ma sono limitati in termini di come possono essere utilizzati direttamente nella modellazione 3D. Ci sono, tuttavia, molte applicazioni secondarie dei voxel che possono sicuramente aiutarti a ottenere molti effetti interessanti e nuovi.

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Come vengono utilizzati i Voxel nella modellazione 3D?

Esistono due modi principali per implementare i voxel nel proprio lavoro: come struttura matematica che informa diverse operazioni e ricostruzioni del tuo modello o come elementi costitutivi letterali, creando arte 3D in un numero qualsiasi di stili di modellazione retrò a basso numero di poligoni.

Puoi iniziare con unità a blocchi mentre costruisci il tuo progetto, oppure potresti dedicare un po' di tempo alle fondamenta del tuo modello e ritopologizzalo in uno stile voxel o usa uno strumento per farlo per te in modo procedurale e automaticamente.

Ti suggeriamo di provare entrambi gli approcci quando inizi per la prima volta: puoi "voxelizzare" un modello o una famiglia di oggetti, risultando in un aspetto unico che potrebbe essere fantastico in una varietà di contesti, a seconda della scala e della risoluzione che scegli per il voxel retopologia.

Puoi usare i voxel per creare oggetti complessi in uno stile a basso numero di poligoni: usandoli su alcune metaball, ad esempio, si crea qualcosa che assomiglia a un albero di foglie altamente stilizzato, come illustrato sopra.

Sono estremamente leggeri sul tuo sistema per natura, il che li rende perfetti per aggiungere elementi alla scena senza compromettere le prestazioni. Proprio come tutte le altre primitive geometriche a cui sei già abituato, i voxel sono molto più delle loro radici in matematica.

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Cos'è un Voxel se non il precursore della grandezza?

Esistono milioni di modi per far girare i voxel in un programma di modellazione 3D. La definizione di "voxel" conta meno del modo in cui li usi. Tutto dipende da te e da ciò che ami fare. Prova tutto e vedi cosa puoi inventare.

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