Was sind Voxel und wie werden sie in der 3D-Modellierung verwendet?

Einige Tools in 3D-Modellierungssoftware arbeiten nicht in Metern, Pixeln oder Zoll, sondern in einer anderen Einheit: Voxel, dreidimensionale Würfel, die einheitliche Raumvolumina darstellen.

Was ist ein Voxel? Wie verwendet man diese funky kleinen Würfel am besten? Hinter dem Konzept steckt viel mehr, als man denkt.

Was sind Voxel?

Voxel sind generische Einheiten, die ein gegebenes Volumen des 3D-Raums darstellen. Sie sind im Wesentlichen kleine virtuelle Bausteine, die eine ähnliche Rolle spielen wie die Pixel, die ein zweidimensionales Feld charakterisieren.

Das Wort selbst ist eine Anspielung auf das Wort "Pixel", nur in einem volumetrischen Kontext im Gegensatz zu einem zweidimensionalen, grafischen Kontext. Voxel sind als Standard-Rendering-Agent für die meisten Mainstream-3D-Programme wie Blender äußerst ungewöhnlich, aber sie sind immer noch sehr relevant für den Bereich der 3D-Modellierung und CGI.

Hier sehen Sie einige Voxel in Blender in Aktion. Sie haben diese Option vielleicht bemerkt, als Sie den Modifikator „Remesh“ auf ein Objekt angewendet haben – was ist der Unterschied zwischen diesen beiden Arten von Rendering-Protokollen?

• Sie werden im gesamten Modell abgetastet, während ein Polygonnetz nur ist eine Haut voller Leerraum.
• Voxeln fehlt eine ursprüngliche Position – sie sind relativ, jeder volumetrische Wert wird durch die Beziehungen bestimmt, die sie teilen.
• Sie sind koordinatenbasiert und existieren technisch gesehen eigentlich nicht außerhalb des endgültig gerenderten Bildes.
• Voxel sind alle völlig kongruent in der Größe, der kleinstmögliche diskrete Wert innerhalb eines gegebenen 3D-Raums.

Stellen Sie sich im Grunde das Innere eines großen, hohlen Würfels mit Gittern vor, die alle sechs Seiten seiner Innenwände auskleiden. Ein Voxel wäre ein Raumvolumen, das einer um alle Seiten gewürfelten Einheit entspricht.

Voxel sind unglaublich wertvoll in der wissenschaftlichen und medizinischen Bildgebung sowie in Partikelsimulationen. Sie entsprechen in vielerlei Hinsicht der Realität genauer, sind jedoch in Bezug auf die direkte Verwendung in der 3D-Modellierung eingeschränkt. Es gibt jedoch viele sekundäre Anwendungen von Voxeln, die Ihnen sicherlich dabei helfen können, viele interessante und neuartige Effekte zu erzielen.

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Wie werden Voxel in der 3D-Modellierung verwendet?

Es gibt zwei Hauptmöglichkeiten, Voxel in Ihrer eigenen Arbeit zu implementieren: als mathematischer Rahmen, der verschiedene Operationen informiert, und Rekonstitutionen Ihres Modells oder als buchstäbliche Bausteine, um 3D-Kunst in einer beliebigen Anzahl von Retro-Low-Poly-Modellierungsstilen zu erstellen.

Sie können entweder mit blockartigen Einheiten beginnen, während Sie Ihr Design erstellen, oder Sie könnten einige Zeit mit dem Fundament verbringen Ihres Modells und retopologisieren Sie es in einem voxelartigen Stil oder verwenden Sie ein Tool, um dies prozedural und für Sie zu erledigen automatisch.

Wir empfehlen, am Anfang beide Ansätze auszuprobieren – Sie können ein Modell oder eine Familie von Objekten „voxeln“, was zu einem führt einzigartiges Aussehen, das in einer Vielzahl von Kontexten fantastisch sein kann, abhängig von der Skalierung und Auflösung, die Sie für das Voxel wählen Retopologie.

Sie können Voxel verwenden, um komplexe Objekte im Low-Poly-Stil zu erstellen – wenn Sie sie beispielsweise auf ein paar Metabällen verwenden, entsteht etwas, das wie ein hochstilisierter Baum aus Blättern aussieht, wie oben abgebildet.

Sie sind von Natur aus extrem leicht für Ihr System, was sie perfekt macht, um der Szene Elemente hinzuzufügen, ohne Kompromisse bei der Leistung einzugehen. Genau wie alle anderen geometrischen Primitive, an deren Verwendung Sie bereits gewöhnt sind, sind Voxel viel mehr als ihre Wurzeln in der Mathematik.

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Was ist ein Voxel, aber der Vorläufer der Größe?

Es gibt eine Million Möglichkeiten, Voxel in einem 3D-Modellierungsprogramm zu drehen. Die Definition von "Voxel" ist weniger wichtig als die Art und Weise, wie Sie sie verwenden. Es hängt alles von Ihnen ab und was Sie gerne machen. Probieren Sie alles aus und sehen Sie, was Sie sich einfallen lassen können.

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