記憶中的畫素塊褪色了嗎？用開源的體素編輯器重新做個 3D 的吧！

削微寒發表於2021-01-20
3D

本文適合對圖形表現有興趣的美術或者開發人員

本文作者：HelloGitHub-Joey

早期的的顯示裝置畫素顆粒較大，使得顯示內容的顆粒感嚴重，像是由一堆方塊組成的。比較好的例子就是 GBA 上的遊戲，相信這也是很多朋友寶貴的童年回憶。這種藝術風格一直延續到現在，雖然顯示裝置的解析度已經足以顯示非常細膩的畫面，但還是有不少人偏愛畫素風格的遊戲與藝術畫。

畫素（Pixel）的概念對應到 3D 空間中就是體素（Voxel），使用離散的基本單位來表示 3D 空間中的物體，最直白的理解就是一個個小方塊，“我的世界”就是一款非常著名的體素遊戲。

這裡是 HelloGitHub 推出的《講解開源專案》系列，今天要介紹的體素編輯器 Goxel 就是一款用來創作 3D 體素藝術作品的編輯器。有了它人人都可以嘗試自己製作出 3D 畫素作品，回味童年的味道。

專案地址：https://github.com/guillaumechereau/goxel

一、快速開始

Goxel 是一款開源的體素編輯器，提供跨平臺支援包括 iOS、Android 與線上網頁版。軟體內部使用稀疏矩陣儲存資料，使得其可以支援非常大規模的場景編輯。完成編輯後，軟體支援匯出包括 glTF2.0、obj 在內的多種 3D 格式檔案，這些格式可在其他軟體或者遊戲中使用。

1.1 下載安裝

專案的官網的下載頁中提供了桌面平臺和移動平臺的下載連線。移動平臺是直接到對應商店的連結，iOS 裝置可以直接在 App Store 中下載。

線上網頁版在首頁上方 Web Version，在瀏覽器內即可體驗。

1.2 編譯安裝

此部分內容針對希望進行編譯安裝或者在 Linux 系統上使用的朋友，如果其他平臺上希望簡單體驗軟體可以直接下載二進位制檔案使用。

首先需要安裝所需的依賴庫，可直接使用對應的包管理軟體安裝。所需的依賴如下（不同系統下軟體包名字可能稍有區別）：

- scons
- pkg-config
- libglfw3-dev
- libgtk-3-dev

安裝完所需依賴後，首先 clone 專案：

git clone https://github.com/guillaumechereau/goxel.git

完成 clone 後進入專案根目錄並輸入：

make release

即可完成編譯。完成後會在根目錄生成 goxel 可執行檔案，輸入：

./goxel

即可使用。

我在測試時發現 Linux 平臺上存在嚴重 bug 會導致無法繪製方塊或者無法使用 UI，建議使用 Mac 進行嘗試。

二、介面介紹

類似傳統的編輯器軟體，介面中間區域是進行體素繪製的部分，點選滑鼠左鍵並拖動進行筆刷操作。

2.1 工具欄按鈕介紹

工具欄按鈕使用紅框劃出，分為兩類：撤銷重做與筆刷控制。

撤銷重做部分（左邊三個按鈕）包含了：撤銷、重做、清空當前層 三個功能按鈕，提供筆刷歷史控制，可以以單次左鍵按下滑動操作為單位的撤銷與重做。第三個按鈕提供了清空當前圖層所有體素的功能。

筆刷控制部分包含右邊四個按鈕，其中前三個按鈕為筆刷模式按鈕，第四個按鈕用來控制筆刷作用的體素顏色。筆刷模式包括：

  1. 增加體素模式，滑鼠拖動新增當前設定顏色的體素
  2. 刪減體素模式，滑鼠拖動刪減軌跡上的體素
  3. 修改顏色模式，滑鼠拖動將軌跡上體素的顏色修改為當前設定顏色

2.2 左邊欄按鈕簡介

根據圖中標識的序號對各個按鈕進行功能簡介：

  1. 工具欄分頁，點選後會彈出具體的工具列表，包括筆刷，平面蒙板，模糊選擇，顏色拾取，程式化生成等工具
  2. 色板分頁，點選後會彈出常用的預設顏色列表
  3. 圖層管理頁，非常類似 Photoshop 中的圖層概念，可以在各個圖層中單獨繪製體素，該分頁提供了圖層的增刪顯示控制
  4. 顯示控制，點選後會彈出全域性顯示控制的選項，此部分僅控制畫面顯示效果，對編輯不影響
  5. 材質控制，點選後會彈出全域性體素的材質控制選項，包含簡單的粗糙度，金屬度等屬性控制
  6. 燈光控制，點選後會彈出整體環境燈光的控制選項
  7. 相機控制，點選後會彈出相機控制的分頁，在此分頁可以增減相機，並在多個機位間切換。另外也可控制相機的位置朝向，並提供了若干正視視角的預設攝像機角度
  8. 畫幅控制，此部分提供了整體 3D 空間的相對位置與大小控制項
  9. 渲染，點選此按鈕後會開始離線渲染過程，將當前相機視角下的畫面使用離線渲染演算法渲染出來，具體的效果與上面燈光材質分頁中的設定相關聯，完成渲染後可儲存圖片
  10. 匯出分頁，此分頁中提供了將當前編輯結果匯出成其他 3D 格式檔案的選項

三、使用建議

我測試了 Linux、Mac、iOS 以及 Web 這四個平臺，各平臺情況總結如下：

  1. Linux 平臺需要編譯安裝，編譯過程很順利，但存在嚴重介面 bug，導致無法使用，不建議
  2. Mac 平臺上使用觸控板手勢支援不太完整，若使用滑鼠的話體驗較為良好
  3. iOS 平臺上個人認為是使用體驗最好的，手勢支援完整，所見即所得，官網上的宣傳視訊即是使用 iPad Pro演示
  4. Web 的選單欄按鈕無法使用，但匯出功能可以使用左邊欄中按鈕完成，不影響使用，是最方便的體驗方式

四、作品展示

以下圖片來自官網Gallery頁

五、最後

曾在各種視訊內容中看到過作者在 MC 中創造各種美麗的景觀，實現各種有趣的想法，現在使用這款編輯器亦可做到相同的事情，加上編輯器內提供的各種操作工具，能夠使創作者們更加方便快捷地去繪製新增體素，更加自由且快速地實現自己的想法。軟體支援的匯出格式亦可將作品轉移到其他 3D 軟體中進行進一步加工製作，成為一個完整的 voxel art 作品。

此外，作為一個開源專案，如果如果在使用過程中發現一些可以改進的點且有開發能力的話，也可嘗試與專案維護人員溝通交流，確定開發計劃並回饋社群，幫助軟體改善的同時亦能對自己的簡歷增加一個亮眼的經歷。

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