Czym są woksele i jak są używane w modelowaniu 3D?

Niektóre narzędzia w oprogramowaniu do modelowania 3D działają nie w metrach, pikselach lub calach, ale w innej jednostce: woksele, trójwymiarowe sześciany, które reprezentują jednolite objętości przestrzeni.

Co to jest woksel? Jaki jest najlepszy sposób na wykorzystanie tych zabawnych małych kostek? Ta koncepcja kryje w sobie znacznie więcej, niż na pierwszy rzut oka.

Czym są woksele?

Woksele to ogólne jednostki reprezentatywne dla danej objętości przestrzeni 3D. Zasadniczo są to małe wirtualne cegiełki, pełniące rolę analogiczną do roli pikseli charakteryzujących dwuwymiarowe pole.

Samo słowo jest aluzją do słowa „piksel”, tylko w kontekście wolumetrycznym, a nie dwuwymiarowym, graficznym. Woksele są niezwykle rzadkie jako domyślny agent renderujący w większości popularnych programów 3D, takich jak Blender, ale nadal są bardzo istotne w dziedzinie modelowania 3D i CGI.

Tutaj możesz zobaczyć kilka wokseli w akcji w Blenderze. Być może zauważyłeś tę opcję podczas używania modyfikatora Remesh na obiekcie — jaka jest różnica między tymi dwoma typami protokołów renderowania?

• Są one próbkowane w całym modelu, podczas gdy siatka wielokątna jest po prostu skóra pełna pustej przestrzeni.
• Woksele nie mają pozycji natywnej — są względne, a każda wartość wolumetryczna jest określona przez wspólne relacje.
• Są one oparte na współrzędnych i technicznie rzecz biorąc, nie istnieją poza ostatecznym renderowanym obrazem.
• Wszystkie woksele mają całkowicie zgodny rozmiar, najmniejszą możliwą wartość dyskretną w danej przestrzeni 3D.

Zasadniczo wyobraź sobie wnętrze dużego, pustego sześcianu z siatkami pokrywającymi wszystkie sześć boków jego wewnętrznych ścian. Jeden woksel byłby objętością przestrzeni równoważną jednej jednostce sześciennej ze wszystkich stron.

Woksele są niezwykle cenne w obrazowaniu naukowym i medycznym, a także w symulacjach cząstek. Pod wieloma względami są one bardziej dokładne w rzeczywistości, ale są ograniczone pod względem tego, jak można je bezpośrednio wykorzystać w modelowaniu 3D. Istnieje jednak wiele wtórnych zastosowań wokseli, które z pewnością mogą pomóc w osiągnięciu wielu interesujących i nowatorskich efektów.

Związane z: Praca z UV w Blenderze: przewodnik dla początkujących

Jak wykorzystywane są woksele w modelowaniu 3D?

Istnieją dwa główne sposoby na zaimplementowanie wokseli we własnej pracy: jako matematyczne ramy informujące o różnych operacjach oraz rekonstrukcje Twojego modelu lub jako dosłowne bloki konstrukcyjne, tworząc grafikę 3D w dowolnej liczbie stylów modelowania retro, low-poly.

Możesz zacząć od bloków blokowych podczas tworzenia projektu lub możesz spędzić trochę czasu na fundamencie swojego modelu i retopologizuj go w stylu woksela lub użyj narzędzia, aby zrobić to za Ciebie proceduralnie i automatycznie.

Sugerujemy wypróbowanie obu podejść na początku — możesz „wokselizować” model lub rodzinę obiektów, co skutkuje unikalny wygląd, który może być niesamowity w różnych kontekstach, w zależności od skali i rozdzielczości wybranej dla woksela retopologia.

Możesz używać wokseli do tworzenia złożonych obiektów w stylu low-poly — na przykład użycie ich na kilku metakulkach tworzy coś, co wygląda jak wysoce stylizowane drzewo liści, jak pokazano powyżej.

Z natury są niezwykle lekkie w systemie, co czyni je idealnymi do dodawania elementów do sceny bez uszczerbku dla wydajności. Tak jak wszystkie inne prymitywy geometryczne, których już używałeś, woksele to znacznie więcej niż ich korzenie w matematyce.

Związane z: Proste projekty modelowania 3D dla początkujących

Czym jest Voxel, jeśli nie prekursorem wielkości?

Istnieje milion sposobów na obracanie wokseli w programie do modelowania 3D. Definicja „woksela” ma mniejsze znaczenie niż sposób, w jaki ich używasz. Wszystko sprowadza się do Ciebie i tego, co lubisz robić. Wypróbuj to wszystko i zobacz, co możesz wymyślić.

Jak dodać wierzchołek w Blenderze: Przewodnik dla początkujących

Jeśli pracujesz z obiektami siatki w Blenderze, musisz również wiedzieć, jak pracować z wierzchołkami.

Czytaj dalej

O autorze