体素
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体素（英语：Voxel，或立体像素），是体积像素（Volume Pixel）的简称。概念上类似二维空间的最小单位——像素，像素用在二维电脑图像的影像资料上。体积像素一如其名，是数位资料于三维空间分割上的最小单位，应用于三维成像、科学资料与医学影像等领域。有些真正的三维显示器运用体素来描述它们的解析度，举例来说：可以显示512×512×512体素的显示器。
如同像素，体素本身并不含有空间中位置的资料(即它们的座标)，然而却可以从它们相对于其他体素的位置来推敲，意即它们在构成单一张体积影像的资料结构中的位置。
体素资料
[编辑]体素用恒定的标量或者向量表示一个立体的区域，体素的边界在于相邻晶格的中间位置。这样，“体素”这个术语仅仅用来表示最邻近的插值，而不用来表示如三次线性、立方等等高次插值，这些情况可以用单元体积分支来表示。
体素的数值可以表示不同的特性。在CT扫描中，这些值是亨氏单位，表示身体对于 X 光的不透光性。在MRI或者超声诊断学中会得到不同类型的数值。
体素可以包含本质上是向量的多个标量数值。在 B 模式超声扫描以及多普勒数据中，在同一个体素位置的密度与流速经过独立通道获取。
如曲面法线与颜色这样的一些其它数值可能对直接三维渲染非常有用。
用途
[编辑]视觉化
[编辑]包含体素的立体可以通过立体渲染或者提取给定阈值轮廓的多边形等值面表现出来。Marching Cubes 算法经常用于等值面提取[1]，当然也有其它一些方法。
电脑游戏
[编辑]- 许多 NovaLogic 计算机游戏已经使用开始使用基于体素的渲染技术，其中包括三角洲部队系列游戏。
- Westwood Studios《命令与征服：泰伯利亚的黎明》游戏使用体素渲染车辆。
- 比利时电子游戏开发商 Appeal Studios 开发的《时空英豪》的户外风景由体素引擎渲染生成。
- Sega Saturn 的电子游戏《AMOK》在场景中也使用了体素。
计算机软件
[编辑]- MagicaVoxel是比较广泛且易上手的体素建模工具。
枝微末节
[编辑]极简主义的网络漫画《像素》（Pixel）是一部以计算机内部的像素为主要角色的作品，其中有一类名为“体素”（voxel）的辅助角色种族，它们具备在三维空间中移动的“超自然”能力。
相关条目
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ 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 （葡萄牙语）.
