Voxel

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

Un voxel (volumetric pixel o più precisamente volumetric picture element) è un elemento di volume che rappresenta un valore di intensità di segnale o di colore in uno spazio tridimensionale, analogamente al pixel che rappresenta un dato di un'immagine bidimensionale. I voxel vengono spesso usati come elemento base per la visualizzazione e l'analisi di dati medici e scientifici. Alcuni dispositivi di visualizzazione 3D reale utilizzano i voxel per descrivere la propria risoluzione: per esempio, uno schermo potrebbe essere in grado di visualizzare 512×512×512 voxels. Per semplificare un voxel corrisponde a un volume corporeo che viene poi rappresentato da un pixel nell'immagine bidimensionale.

Dati contenuti in un voxel[modifica | modifica wikitesto]

un data set di voxel per una macromolecola

Sono possibili due interpretazioni per un valore voxel, in base all'utilizzo:

  • un piccolo cubo (o parallelepipedo) con particolari proprietà in uno spazio più grande;
  • un punto (campione) in una griglia 3D ad intervalli regolari.

Il valore di un voxel può rappresentare svariate proprietà. Nelle scansioni di tomografia assiale computerizzata, i valori sono unità Hounsfield, le quali indicano l'opacità dei materiali ai raggi X. Nell'imaging a risonanza magnetica o nella ultrasonografia vengono acquisiti valori differenti.

I voxel possono contenere più di un valore scalare; nel caso delle scansioni ad ultrasuoni in modo B e dati Doppler, la densità e la velocità del flusso vengono catturati come canali dati separati ma visualizzati nella stessa posizione voxel.

Altri valori possono essere utili per la renderizzazione 3D immediata, come un vettore normale di superficie e il colore.

Visualizzazione[modifica | modifica wikitesto]

Un volume di dati rappresentato da voxel può essere visualizzato in modo diretto rendering volumetrico o attraverso l'estrazione di una isosuperficie poligonale, che separa una parte del volume attraverso l'identificazione di una opportuna soglia di intensità. L'algoritmo marching cubes è spesso usato a questo scopo.

Mappe d'altezza[modifica | modifica wikitesto]

I voxel vengono utilizzati nelle cosiddette mappe d'altezza (height maps); queste sono matrici rettangolari che contengono i valori dell'altezza. Ad ogni elemento della matrice si può associare un voxel non cubico con altezza pari all'altezza definita dalla matrice e con base di grandezza fissa ed uguale per tutte le locazioni della matrice. Le mappe d'altezza contengono un singolo valore per ogni punto sulla griglia 2D, in questo modo si possono rappresentare superfici semplici ma non superfici complesse che si sovrappongano. Le mappe d'altezza son spesso utilizzate nelle applicazioni della realtà virtuale.