Blender Python编程实现程序化建模生成超形示例详解
目录
- 正文
- 什么是超形(Supershapes, Superformula)
- 二维超形
- n1 = n2 = n3 = 1
- n1 = n2 = n3 = 0.3
- 其他特别情况
- 例子 1
- 例子 2
- 例子 3
- 例子 4
- 例子 5
- 奇异的形状
- 三维超形
- Blender 生成超形
- 详细代码和注释如下
正文
Blender 并不是唯一一款允许你为场景编程和自动化任务的3D软件; 随着每一个新版本的推出,Blender 正逐渐成为一个可靠的 CG 制作一体化解决方案,从使用油脂铅笔的故事板到基于节点的合成。
事实上,你可以使用 Python 脚本和一些额外的包来批处理你的对象实例化,程序化地生成东西,配置你的渲染设置,甚至获得你当前项目的自定义统计数据,这是非常棒的功能! 这是一种减轻繁琐任务负担的方式,同时也能让开发者参与到这个创造性工具社区中,而不仅仅是美术人员。
什么是超形(Supershapes, Superformula)
截图来自于 ShaderToy
二维超形
超形方程是基于由 Johan Gielis 意图作为 自然形状的建模框架 而提出的。 二维超形方程是圆方程和椭圆方程的推广
他们给出的二维超椭圆/超形的一般公式如下。
其中 r
和 phi
是极坐标(表示半径、角度)
n1
、n2
、n3
、m
都是实数。
a
和 b
是除 0 以外的实数。
m = 0
的话,结果就是圆,即 r = 1
n1 = n2 = n3 = 1
增大 m
的话会增加形状的旋转对称性。这通常适用于对于 n 个参数为其他值时的情况。这些曲线在角 2π/m
的圆上重复出现,这现象在下面大多数 m
为整数值的例子中尤为明显。
n1 = n2 = n3 = 0.3
当 n 保持相等但减小时,形状将变得越来越紧凑。
其他特别情况
例子 1
如果 n1
略大于 n2
和 n3
,则会形成 膨胀 的形式。
下边的例子有 n1 = 40
和 n2 = n3 = 10
。
例子 2
多边形 形状是用非常大的 n1
值以及虽然值大但相等的 n2
和 n3
来实现的。
例子 3
不对称 形状可以通过使用不同的 n
值来创建。下面的例子有 n1 = 60
, n2 = 55
和 n3 = 30
。
例子 4
对于 m
的非整值,对于有理值其所生成的形状仍然是封闭的。下面是 n1 = n2 = n3 = 0.3
的示例。角度需要从 0
扩展到 12π
。
例子 5
由于 n1
的值小于 n2
和 n3
,因此形成了光滑的海星形状。下面的例子有 m=5
和 n2 = n3 = 1.7
。
奇异的形状
感兴趣的朋友还可以尝试其他不同的形状
三维超形
在给出了上面二维超形的定义后,
我们可以使用球形乘积(spherical product)扩展到 3D 使用。
Blender 生成超形
有了以上的理论支持,我们就可以在 Blender 里面开始编写 Python 代码了,原理并不难,我们只需要套用上面的三维超形公式,然后定义我们自己的参数即可。
详细代码和注释如下
import bpy import math # mesh 数组(点、面、边) verts = [] faces = [] edges = [] #3D supershape 参数 m = 14.23 a = -0.06 b = 2.78 n1 = 0.5 n2 = -.48 n3 = 1.5 scale = 3 Unum = 50 Vnum = 50 Uinc = math.pi / (Unum/2) Vinc = (math.pi/2)/(Vnum/2) # 套用公式,填充顶点数组 theta = -math.pi for i in range (0, Unum + 1): phi = -math.pi/2 r1 = 1/(((abs(math.cos(m*theta/4)/a))**n2+(abs(math.sin(m*theta/4)/b))**n3)**n1) for j in range(0,Vnum + 1): r2 = 1/(((abs(math.cos(m*phi/4)/a))**n2+(abs(math.sin(m*phi/4)/b))**n3)**n1) x = scale * (r1 * math.cos(theta) * r2 * math.cos(phi)) y = scale * (r1 * math.sin(theta) * r2 * math.cos(phi)) z = scale * (r2 * math.sin(phi)) vert = (x,y,z) verts.append(vert) #增加 phi phi = phi + Vinc #增加 theta theta = theta + Uinc # ------------------------------------------------------------------------------- # 填充面数组 count = 0 for i in range (0, (Vnum + 1) *(Unum)): if count < Vnum: A = i B = i+1 C = (i+(Vnum+1))+1 D = (i+(Vnum+1)) face = (A,B,C,D) faces.append(face) count = count + 1 else: count = 0 # 创建 mesh 和 object mymesh = bpy.data.meshes.new("supershape") myobject = bpy.data.objects.new("supershape",mymesh) # 设置 mesh 的 location myobject.location = bpy.context.scene.cursor.location # * bpy.context.scene.collection.objects.link(myobject) # * # 从 python 数据创建 mesh mymesh.from_pydata(verts,edges,faces) mymesh.update(calc_edges=True) # 设置 object 为编辑模式 bpy.context.view_layer.objects.active = myobject # * bpy.ops.object.mode_set(mode='EDIT') # 移除重复的顶点 bpy.ops.mesh.remove_doubles() # 重新计算法线 bpy.ops.mesh.normals_make_consistent(inside=False) bpy.ops.object.mode_set(mode='OBJECT') # 新建细分修改器(subdivide modifier) myobject.modifiers.new("subd", type='SUBSURF') myobject.modifiers['subd'].levels = 3 # 平滑 mesh mypolys = mymesh.polygons for p in mypolys: p.use_smooth = True
通过以上代码,我们就可以轻松生成如下形状,不用费力得进行 “雕刻”
还可以自行修改参数,比如 “咻得一下” 就可以得到以下形状,是不是很简单~
以上就是Blender Python编程实现程序化建模生成超形示例详解的详细内容,更多关于Blender Python超形建模的资料请关注我们其它相关文章!