На этом шаге мы рассмотрим особенности этой модели.
Воксельная модель - это трехмерный растр. Подобно тому, как пиксели располагаются на плоскости 2D-изображения, так и воксели образовывают трехмерные объекты в определенном объеме (рисунок 1).
Рис.1. Пиксели и воксели
Воксель - это элемент объема (voxel - volume element).
Как мы знаем, каждый пиксель должен иметь свой цвет. Каждый воксель также имеет свой цвет, а, кроме того, прозрачность. Полная прозрачность вокселя означает пустоту соответствующей точки объема. При моделировании объема каждый воксель представляет элемент объема определенного размера. Чем больше вокселей в определенном объеме и меньше размер вокселей, тем точнее моделируются трехмерные объекты - увеличивается разрешающая способность.
Для современной компьютерной графики воксельный метод считается одним из перспективных. Его используют в компьютерных системах для медицины. Например, при сканировании томографом (computer tomography) получаются изображения срезов объекта, которые потом объединяются в виде объемной модели для дальнейшего анализа. Воксельный метод используется в геологии, сейсмологии, в компьютерных играх. Воксели также используются для графических устройств отображения, которые создают действительно объемные изображения.
Положительные черты воксельной модели:
- позволяет достаточно просто описывать сложные объекты и сцены; простая процедура отображения объемных сцен;
- простое выполнение топологических операций над отдельными объектами и сценой в целом. Например, просто выполняется показ разреза - для этого соответствующие вокселы можно сделать прозрачными.
Недостатки воксельной модели:
- большое количество информации, необходимой для представления объемных данных. Например, объем 256 х 256 х 256 имеет небольшую разрешающую способность, но требует свыше 16 миллионов вокселей;
- значительные затраты памяти ограничивают разрешающую способность, точность моделирования; большое количество вокселов обусловливает малую скорость создания изображений объемных сцен;
- как и для любого растра, возникают проблемы при увеличении или уменьшении изображения. Например, при увеличении ухудшается разрешающая способность изображения.
На следующем шаге мы рассмотрим равномерную сетку.
