體素
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體素（英語：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，是數碼資料於三維空間分割上的最小單位，應用於三維成像、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像度，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)，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[編輯]
體素用恆定的純量或者向量表示一個立體的區域，體素的邊界在於相鄰晶格的中間位置。這樣，「體素」這個術語僅僅用來表示最鄰近的插值，而不用來表示如三次線性、立方等等高次插值，這些情況可以用單元體積分支來表示。
體素的數值可以表示不同的特性。在CT掃描中，這些值是亨氏單位，表示身體對於 X 光的不透光性。在MRI或者超聲診斷學中會得到不同類型的數值。
體素可以包含本質上是向量的多個純量數值。在 B 模式超聲掃描以及多普勒數據中，在同一個體素位置的密度與流速經過獨立通道取得。
如曲面法線與顏色這樣的一些其它數值可能對直接三維渲染非常有用。
用途[編輯]
視覺化[編輯]
包含體素的立體可以通過立體渲染或者提取給定閾值輪廓的多邊形等值面表現出來。Marching Cubes 演算法經常用於等值面提取[1]，當然也有其它一些方法。
電腦遊戲[編輯]
- 許多 NovaLogic 電腦遊戲已經使用開始使用基於體素的渲染技術，其中包括三角洲部隊系列遊戲。
- Westwood Studios《命令與征服：泰伯利亞的黎明》遊戲使用體素渲染車輛。
- 比利時電子遊戲開發商 Appeal Studios 開發的《時空英豪》的戶外風景由體素引擎渲染生成。
- Sega Saturn 的電子遊戲《AMOK》在場景中也使用了體素。
電腦軟件[編輯]
- MagicaVoxel是比較廣泛且易上手的體素建模工具。
枝微末節[編輯]
極簡主義的網絡漫畫《像素》（Pixel）是一部以電腦內部的像素為主要角色的作品，其中有一類名為「體素」（voxel）的輔助角色種族，它們具備在三維空間中移動的「超自然」能力。
相關條目[編輯]
參考文獻[編輯]
- ^ Custódio, Lis; Pesco, Sinesio. A Evolução do Algoritmo Marching Cubes. Proceeding Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics. 2017-04-14, 5 (1) [2025-09-06]. ISSN 2359-0793. doi:10.5540/03.2017.005.01.0107 （português）.
外部連結[編輯]
- Volex, 基於 LED 的立體顯示器
- Voxel3D, 基於體素的建模軟件
- Voxlap, Ken Silverman 所寫的開放原始碼的體素引擎 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- HVox, 另外一個基於體素的地形引擎
- Iehovah, 一個用於即時顯示的、基於立體的曲面生成庫[永久失效連結]
- Geek, 使用花邊噪聲生成自然形狀幾何圖形的體素地形引擎
- Cavernosa, 基於二進制等級體素網格的地形與洞穴刻畫工具
- 一個解釋如何象 Commanche/Outcast 那樣用 C++ 語言繪製體素地形的教程 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
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