编辑“︁體素”︁

{{Refimprove|date=2025年9月}}{{noteTA|G1=IT}}
[[File:voxels.svg|thumb]]'''體素'''（{{langx|en|Voxel}}，或'''立體像素'''），是'''體積像素'''（Volume Pixel）的簡稱。概念上類似[[二維空間]]的最小單位——[[像素]]，像素用在[[二維電腦圖像]]的影像資料上。體積像素一如其名，是[[數位]]資料於[[三維空間]]分割上的最小單位，應用于[[三維成像]]、[[科學]]資料與[[醫學影像]]等領域。有些真正的[[三維顯示器]]運用體素來描述它們的[[解析度]]，舉例來說：可以顯示512×512×512體素的顯示器。

如同[[像素]]，體素本身並不含有空間中位置的資料(即它們的[[座標系统|座標]])，然而卻可以從它們相對於其他體素的位置來推敲，意即它們在構成單一張體積影像的資料結構中的位置。

== 體素資料 ==

体素用恒定的[[标量 (数学)|标量]]或者[[向量]]表示一个立体的区域，体素的边界在于相邻晶格的中间位置。这样，“体素”这个术语仅仅用来表示最邻近的插值，而不用来表示如三次线性、立方等等高次插值，这些情况可以用单元体积分支来表示。

体素的数值可以表示不同的特性。在[[X射线计算机断层成像|CT]]扫描中，这些值是[[亨氏單位]]，表示身体对于 X 光的不透光性。在[[MRI]]或者[[超声诊断学]]中会得到不同类型的数值。

体素可以包含本质上是[[向量]]的多个[[标量 (数学)|标量]]数值。在 B 模式[[超声]]扫描以及[[超声诊断学|多普勒]]数据中，在同一个体素位置的[[密度]]与[[流速]]经过独立通道获取。

如[[法线|曲面法线]]与[[颜色]]这样的一些其它数值可能对直接三维[[渲染]]非常有用。

== 用途 ==
=== 視覺化 ===

包含体素的立体可以通过[[立体渲染]]或者提取给定阈值轮廓的[[多边形]]等值面表现出来。Marching Cubes 算法经常用于等值面提取<ref>{{Cite journal |last=Custódio |first=Lis |last2=Pesco |first2=Sinesio |title=A Evolução do Algoritmo Marching Cubes |url=https://proceedings.sbmac.org.br/sbmac/article/view/1181 |journal=Proceeding Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics |language=pt |date=2017-04-14 |volume=5 |issue=1 |doi=10.5540/03.2017.005.01.0107 |issn=2359-0793 |access-date=2025-09-06}}</ref>，当然也有其它一些方法。

=== 電腦遊戲 ===
*许多 [[NovaLogic]] 计算机游戏已经使用开始使用基于体素的渲染技术，其中包括[[三角洲特种部队系列|三角洲部队]]系列游戏。
*[[Westwood Studios]]《[[終極動員令 (1995年遊戲)|命令与征服：泰伯利亚的黎明]]》游戏使用体素渲染车辆。
*[[比利时]][[电子游戏]]开发商 Appeal Studios 开发的《时空英豪》的户外风景由体素引擎渲染生成。
*[[Sega Saturn]] 的电子游戏《AMOK》在场景中也使用了体素。
=== 计算机软件 ===
*[https://ephtracy.github.io/ MagicaVoxel]是比较广泛且易上手的体素[[三维模型|建模]]工具。

== 枝微末節 ==
[[極簡主義|极简主义]]的[[網絡漫畫|网络漫画]]《像素》（Pixel）是一部以[[计算机]]内部的[[像素]]为主要角色的作品，其中有一类名为“体素”（voxel）的辅助角色种族，它们具备在[[三维空间]]中移动的“[[超自然现象|超自然]]”能力。

== 相關條目 ==
* [[立体渲染]]
* [[X射线计算机断层成像|CT]]
* [[磁振造影]]

== 参考文献 ==
<references />

== 外部連結 ==

*[https://web.archive.org/web/20060218004341/http://www.ucsi.edu.my/research/projects.html Volex], 基于 LED 的[[立体显示器]]
*[https://web.archive.org/web/20060710175307/http://everygraph.com/frame.php?contents=product Voxel3D, 基于体素的建模软件]
*[http://advsys.net/ken/voxlap.htm Voxlap, Ken Silverman 所写的开放源代码的体素引擎] {{Wayback|url=http://advsys.net/ken/voxlap.htm |date=20120527154420 }}
*[https://web.archive.org/web/20060914053107/http://www.p0werup.de/ HVox, 另外一个基于体素的地形引擎]
*[http://www.home.zonnet.nl/petervenis Iehovah, 一个用于实时显示的、基于立体的曲面生成库]{{dead link|date=2018年2月 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}
*[https://web.archive.org/web/20060704021424/http://www.flipcode.org/cgi-bin/fcarticles.cgi?show=62853 Geek, 使用花边噪声生成自然形状几何图形的体素地形引擎]
*[https://web.archive.org/web/20080725064128/http://www.btinternet.com/~ahcox/Cavernosa/index.html Cavernosa, 基于二进制等级体素网格的地形与洞穴刻画工具]
*[http://www.massal.net/article/voxel/ 一个解释如何象 Commanche/Outcast 那样用 C++ 语言绘制体素地形的教程] {{Wayback|url=http://www.massal.net/article/voxel/ |date=20210211142531 }}

{{Authority control}}
[[Category:三维成像]]
[[Category:三维计算机图形学]]
[[Category:立方體]]