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SETTEMBRE 2016 AUTOMAZIONE OGGI 392
TUTORIAL AO
Nel mondo della stampa 3D
spuntano frequentemente
nuove sigle e neologismi
legati alle nuove tecnologie.
Uno dei più importanti da
conoscere è il voxel.
Scopriamolo insieme
Stefano Cazzani
Alla scoperta
del voxel
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Cosa sarà mai questo voxel? E perché si chiama così?
L’assonanza con un altro termine ormai divenuto
molto comune ci aiuta a ricordare la spiegazione.
Possiamo pensare al voxel come a un pixel in 3D.
Sembra uno scioglilingua inventato dagli smanettoni
appassionati di tecnologia, ma il concetto in sé è molto semplice.
Dal pixel al voxel
Abbiamo imparato che nell’era digitale tutte le immagini si pos-
sono scomporre in tanti bei quadratini (o rettangolini, o cerchio-
lini), che qualche anglofono a suo tempo battezzò come ‘pixel’,
una contrattura dei due vocaboli inglesi ‘picture’ ed ‘element’. Il
vocabolo pixel è pertanto diventato quello che identifica l’ele-
mento di base di un’immagine bidimensionale, tant’è vero che ci
siamo abituati a misurare la risoluzione degli schermi in pixel, per
indicare ad esempio di quanti minuscoli punti elementari è com-
posto un display, oppure quante gocce elementari di inchiostro
una stampante può depositare su un foglio di carta.
Proviamo a pensare invece al mondo tridimensionale che ci cir-
conda. Adottando
lo stesso principio,
anziché scomporre
un’immagine in
tanti piccoli qua-
dratini o cerchio-
lini, possiamo
scomporre un qua-
lunque oggetto in
tanti cubetti o sfe-
rette. Ed ecco che
abbiamo inventato
il voxel, ancora una
volta contrazione
dei vocaboli in-
glesi ‘volumetric’
e ‘pixel’, che se proprio vogliamo indicare per esteso diventa
‘volumetric picture element’. Quindi il voxel indica il più piccolo
elemento di una forma tridimensionale che vogliamo descrivere.
Di conseguenza, possiamo identificare la risoluzione di una stam-
pante 3D in termini di voxel, analogamente a quanto facciamo
con i pixel nel caso bidimensionale. Al voxel possono essere as-
sociate alcune proprietà, a seconda delle applicazioni in cui viene
utilizzato. Ad esempio, nel caso della stampa 3D, a ogni singolo
voxel potrebbe essere associato il colore, descritto in varie moda-
lità (come avviene per i pixel), ma anche il tipo e le caratteristiche
del materiale (densità, temperatura, conduttività ecc.). In defini-
tiva, se riusciamo a descrivere e controllare ogni singolo voxel di
una forma tridimensionale, in linea di principio possiamo ripro-
durla perfettamente con la risoluzione desiderata.
Progettare con i voxel
Compreso cosa sia un voxel, possiamo anche immaginare di
utilizzarlo come elemento progettuale di base elementare per
comporre forme qualsivoglia complesse. Pensiamo al Lego con
cui tutti almeno una volta abbiamo giocato. Ogni singolo matton-
cino lo possiamo considerare un voxel. Assemblando i vari voxel,
ciascuno con la corretta proprietà (nel caso del Lego il colore), pos-
siamo riprodurre praticamente qualunque oggetto, con la risolu-
zione offerta dal più piccolo mattoncino di cui disponiamo. Non è
detto che la progettazione tramite voxel sia sempre la più adatta
a definire una forma tridimensionale. Di nuovo, ripensiamo al caso
bidimensionale. Nella computergrafica si può ragionare per pixel
(come si fa solitamente con Photoshop e gli altri programmi per
il fotoritocco) o per vettori (come si fa solitamente nei programmi
CAD). Allo stesso modo, nel campo 3D si può ragionare per singoli
voxel oppure per superfici (come le texture) o volumi di altro tipo.
@cazzani
Foto tratta da www.shutterstock.com
Oggetto 3D in cui ogni voxel ha un colore diverso
Il sito
permette di comprendere facilmente
il concetto di voxel