O que são Voxels e como eles são usados ​​na modelagem 3D?

Algumas ferramentas de software de modelagem 3D não funcionam em metros, pixels ou polegadas, mas em uma unidade diferente: voxels, cubos tridimensionais que representam volumes uniformes de espaço.

O que é um voxel? Qual é a melhor maneira de usar esses pequenos cubos funky? Há muito mais no conceito do que aparenta.

O que são voxels?

Voxels são unidades genéricas representativas de um determinado volume de espaço 3D. Eles são essencialmente pequenos blocos de construção virtuais, servindo um papel análogo ao dos pixels que caracterizam um campo bidimensional.

A palavra em si é uma alusão à palavra "pixel", apenas em um contexto volumétrico em oposição a um contexto gráfico bidimensional. Voxels são extremamente incomuns como o agente de renderização padrão para a maioria dos programas 3D convencionais, como o Blender, mas ainda são altamente relevantes para o campo de modelagem 3D e CGI.

Aqui, você pode ver alguns voxels em ação no Blender. Você deve ter notado essa opção ao usar o modificador Remesh em um objeto - qual é a diferença entre esses dois tipos de protocolos de renderização?

• Eles são amostrados em todo o modelo, enquanto uma malha poligonal é apenas uma pele cheia de espaço vazio.
• Os voxels carecem de uma posição nativa — eles são relativos, cada valor volumétrico determinado pelos relacionamentos que eles compartilham.
• Eles são baseados em coordenadas e, tecnicamente, não existem fora da imagem renderizada final.
• Os voxels são todos totalmente congruentes em tamanho, o menor valor discreto possível dentro de um determinado espaço 3D.

Basicamente, imagine o interior de um cubo grande e oco com grades revestindo todos os seis lados de suas paredes internas. Um voxel seria um volume de espaço equivalente a uma unidade ao cubo em torno de todos os lados.

Os voxels são incrivelmente valiosos em imagens científicas e médicas, bem como em simulações de partículas. Eles são mais precisos à realidade de várias maneiras, mas são limitados em termos de como podem ser usados ​​diretamente na modelagem 3D. Existem, no entanto, muitas aplicações secundárias de voxels que certamente podem ajudá-lo a obter muitos efeitos interessantes e inovadores.

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Como os voxels são usados ​​na modelagem 3D?

Existem duas maneiras principais de implementar voxels em seu próprio trabalho: como uma estrutura matemática informando diferentes operações e reconstituições do seu modelo, ou como blocos de construção literais, criando arte 3D em qualquer número de estilos de modelagem retrô e low-poly.

Você pode começar com unidades em blocos à medida que constrói seu design ou pode passar algum tempo na fundação do seu modelo e repologize-o em um estilo voxel-esque ou use uma ferramenta para fazer isso para você processualmente e automaticamente.

Sugerimos tentar ambas as abordagens quando você está começando - você pode "voxelizar" um modelo ou uma família de objetos, resultando em um aparência única que pode ser incrível em vários contextos, dependendo da escala e resolução que você escolher para o voxel retopologia.

Você pode usar voxels para criar objetos complexos em um estilo low-poly - usá-los em algumas metaballs, por exemplo, cria algo que se parece com uma árvore de folhas altamente estilizada, conforme descrito acima.

Eles são extremamente leves em seu sistema por natureza, o que os torna perfeitos para adicionar elementos à cena sem comprometer o desempenho. Assim como todas as outras primitivas geométricas que você já está acostumado a usar, os voxels são muito mais do que suas raízes na matemática.

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O que é um Voxel senão o precursor da grandeza?

Existem milhões de maneiras de girar voxels em um programa de modelagem 3D. A definição de "voxel" importa menos do que a maneira como você os usa. Tudo depende de você e do que você gosta de fazer. Experimente tudo e veja o que você pode fazer.

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