Voxelbaserade

Voxelbaserade refererar till tekniker och representationer som använder volymetriska pixlar, voxels, som den grundläggande byggstenen i en tredimensionell scen. En voxel är en liten kub i ett regelbundet 3D-lager och många voxels bildar en volym. Till skillnad från polygonbaserade modeller som beskriver ytan via polygoner beskriver voxelbaserade representationer hela volymer genom en voxelgrid och används ofta där volyminformation är central.

Vanliga datastrukturer för voxelbaserade system inkluderar täta tre-dimensionella arrayer och mer sparsamma metoder som sparsiva voxel-octrees (SVO). Rendering görs ofta genom volumentrendering, ray casting eller ray marching, där färg, opacitet och materialegenskaper tilldelas voxlar eller volymer istället för enbart ytor. Denna strategi möjliggör naturalistisk representation av täta åtskilda ämnen och volymbaserad ljusbehandling.

Användningsområden inkluderar medicinsk bildbehandling där CT- och MRI-volymer lagras som voxlar, geovetenskaplig simulering av jordlager och vätskor, samt spel och konst där volymer redigeras direkt i verktyg som MagicaVoxel eller liknande editeringsmiljöer. Vissa spelmiljöer eftersträvar voxelbaserade världar för sin enkla redigerbarhet och tydliga materialövergångar.

Fördelar med voxelbaserade metoder inkluderar enkel genomförande av volymerka booleanska operationer och intuitiv redigering av innehåll, samt stöd för volymmässig ljussättning. Nackdelar är ofta hög minnes- och lagringskrav, begränsad upplösning utan avancerade komprimeringar eller datastrukturer, samt utmaningar med realtidsrendering i mycket stora volymer.

Ordet voxel är en sammansättning av volumen och pixel, och termen har blivit vanlig inom volymrendering och voxelbaserad mjukvara sedan 1980- och 1990-talen.