voxel 與 pixel

中文名稱：體素，即顧名思義是體積的像素。用來在三維空間中表示一個顯示基本點的單位。相似於二維平面下的pixel（像素）。

voxel是三維空間中定義一個點的圖象信息的單位。在平面中定義一個點要兩個座標X和Y就夠了，而在三維世界中還要有一個座標。光有位置還不行，還要有顏色等信息，這就是voxel的含義。

 

 

 

A voxel is a unit of graphic information that defines a point in three-dimensional space. Since a pixel (picture element) defines a point in two dimensional space with its x and y coordinates , a third z coordinate is needed. In 3-D space, each of the coordinates is defined in terms of its position, color, and density. Think of a cube where any point on an outer side is expressed with an x , y coordinate and the third, z coordinate defines a location into the cube from that side, its density, and its color. With this information and 3-D rendering software, a two-dimensional view from various angles of an image can be obtained and viewed at your computer.

Medical practitioners and researchers are now using images defined by voxels and 3-D software to view X-rays, cathode tube scans, and magnetic resonance imaging (MRI) scans from different angles, effectively to see the inside of the body from outside. Geologists can create 3-D views of earth profiles based on sound echoes. Engineers can view complex machinery and material structures to look for weaknesses.

 

Voxel Vs LOD

 

目前的地形渲染技術主要有兩種Voxel和LOD，下面我來作個簡單的介紹。

Voxel 也就是Volumetric Pixel。也就是所謂的「體素」，它是相對於像素來講的，若是說像素是一個二維的矩形的話，那麼Voxel就是一個三維的立方體。它的原理是比較簡單的。James Sharman自稱他在1995年時就想出了這種方法。前面的提到的Delta Force遊戲就是使用了Voxel 技術。關於Voxel的細節技術不是本文的重點，我不許備作深刻的介紹。Voxel有一個天生的優勢就是渲染的時候它和場景的大小沒有關係，並且絕對不會渲染多餘的東西（自帶裁剪功能）。它的複雜度只和咱們須要的視野，以及分辨率有關。並且能夠在不使用硬件加速的狀況下達到比較理想的速度（Delta Force I就沒有使用硬件加速），生成的圖象也比較的細膩。它的缺點就是不夠的靈活。

LOD 也就是層次細節（Level of Detail）的簡稱，不一樣於Voxel技術，它是一種使用多邊形的，真正的 3D渲染技術。它根據必定的規則來簡化物體的細節，咱們能夠根據須要來選擇不一樣細節程度的物體表達方式。如離觀察者近的選擇較高的細節程度、反之選擇較底的細節程度。用在地形渲染中，有時咱們也稱它爲多分辨率地形（Muti-resolution terrain）渲染技術。