Que sont les voxels et comment sont-ils utilisés dans la modélisation 3D ?

Certains outils des logiciels de modélisation 3D ne fonctionnent pas en mètres, en pixels ou en pouces, mais dans une unité différente: les voxels, des cubes tridimensionnels qui représentent des volumes d'espace uniformes.

Qu'est-ce qu'un voxel? Quelle est la meilleure façon d'utiliser ces petits cubes funky? Il y a beaucoup plus dans le concept qu'il n'y paraît.

Que sont les voxels ?

Les voxels sont des unités génériques représentatives d'un volume donné d'espace 3D. Ce sont essentiellement de petits blocs de construction virtuels, jouant un rôle analogue à celui des pixels caractérisant un champ bidimensionnel.

Le mot lui-même est une allusion au mot "pixel", uniquement dans un contexte volumétrique par opposition à un contexte graphique bidimensionnel. Les voxels sont extrêmement rares en tant qu'agent de rendu par défaut pour la plupart des programmes 3D grand public comme Blender, mais ils sont toujours très pertinents pour le domaine de la modélisation 3D et du CGI.

Ici, vous pouvez voir quelques voxels en action dans Blender. Vous avez peut-être remarqué cette option lors de l'utilisation du modificateur Remesh sur un objet. Quelle est la différence entre ces deux types de protocoles de rendu ?

• Ils sont échantillonnés dans tout le modèle, alors qu'un maillage polygonal est juste une peau pleine d'espace vide.
• Les voxels n'ont pas de position native - ils sont relatifs, chaque valeur volumétrique étant déterminée par les relations qu'ils partagent.
• Ils sont basés sur des coordonnées et, techniquement, ils n'existent pas en dehors de l'image rendue finale.
• Les voxels ont tous une taille totalement congruente, la plus petite valeur discrète possible dans un espace 3D donné.

Fondamentalement, imaginez l'intérieur d'un grand cube creux avec des grilles recouvrant les six côtés de ses parois intérieures. Un voxel serait un volume d'espace équivalent à une unité au cube autour de tous les côtés.

Les voxels sont extrêmement précieux dans l'imagerie scientifique et médicale, ainsi que dans les simulations de particules. Ils sont plus fidèles à la réalité à bien des égards, mais ils sont limités quant à la façon dont ils peuvent être utilisés directement dans la modélisation 3D. Il existe cependant de nombreuses applications secondaires des voxels qui peuvent certainement vous aider à obtenir de nombreux effets intéressants et nouveaux.

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Comment les voxels sont-ils utilisés dans la modélisation 3D ?

Il existe deux manières principales d'implémenter des voxels dans votre propre travail: en tant que cadre mathématique informant différentes opérations et reconstitutions de votre modèle, ou sous forme de blocs de construction littéraux, créant de l'art 3D dans un certain nombre de styles de modélisation rétro et low-poly.

Vous pouvez soit commencer avec des unités en blocs au fur et à mesure que vous construisez votre conception, soit passer du temps sur les fondations. de votre modèle et retopologisez-le dans un style voxel ou utilisez un outil pour le faire pour vous de manière procédurale et automatiquement.

Nous vous suggérons d'essayer les deux approches lorsque vous débutez: vous pouvez "voxéliser" un modèle ou une famille d'objets, ce qui donne un look unique qui pourrait être génial dans une variété de contextes, selon l'échelle et la résolution que vous choisissez pour le voxel retopologie.

Vous pouvez utiliser des voxels pour créer des objets complexes dans un style low-poly. Les utiliser sur quelques métaballes, par exemple, crée quelque chose qui ressemble à un arbre de feuilles très stylisé, comme illustré ci-dessus.

Ils sont extrêmement légers sur votre système par nature, ce qui les rend parfaits pour ajouter des éléments à la scène sans compromettre les performances. Comme toutes les autres primitives géométriques que vous avez déjà l'habitude d'utiliser, les voxels sont bien plus que leurs racines mathématiques.

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Qu'est-ce qu'un voxel sinon le précurseur de la grandeur ?

Il existe un million de façons de faire tourner des voxels dans un programme de modélisation 3D. La définition de "voxel" importe moins que la façon dont vous les utilisez. Tout dépend de vous et de ce que vous aimez faire. Essayez tout et voyez ce que vous pouvez trouver.

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