concept

voxel

Un voxel est un pixel 3D, représentant un minuscule cube de volume dans une grille tridimensionnelle.
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Description

Un voxel est l'analogue tridimensionnel d'un pixel, représentant un point d'échantillonnage unique dans une grille régulière de données volumétriques. Là où un pixel décrit un petit carré d'une image 2D, un voxel décrit un minuscule cube d'espace, portant des informations telles que la densité, la couleur ou le type de matériau. Les voxels sont les éléments constitutifs fondamentaux des représentations volumétriques, permettant de stocker et de manipuler numériquement des formes et des champs 3D complexes.

Histoire

Le terme « voxel » est apparu dans les années 1970 en infographie, avec des utilisations précoces en imagerie médicale et en rendu de terrain. Le concept d'échantillonnage volumétrique précède le nom, apparaissant en tomographie et en visualisation scientifique.

Comment ça marche

Les voxels sont disposés dans un réseau régulier en 3D, chacun ayant des coordonnées (x, y, z) et une ou plusieurs valeurs scalaires. La résolution de la grille détermine le niveau de détail : des voxels plus petits donnent des représentations plus fines mais nécessitent plus de mémoire. Les algorithmes traitent les grilles de voxels en itérant sur le réseau, permettant des opérations comme le rendu, la géométrie booléenne et la simulation physique. La simplicité de la grille régulière rend les données de voxels très adaptées au traitement parallèle et à l'accélération GPU.

En pratique

Les voxels sont utilisés en imagerie médicale (scanners CT et IRM), en impression 3D, dans les moteurs de jeux vidéo (par exemple, Minecraft), et dans les simulations scientifiques de fluides et de matériaux.

Anecdote

Un seul scanner CT haute résolution du corps humain peut contenir plus d'un milliard de voxels.

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