Blender Python編程創建發光材質示例詳解

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前言

Blender 並不是唯一一款允許你為場景編程和自動化任務的3D軟件; 隨著每一個新版本的推出，Blender 正逐漸成為一個可靠的 CG 制作一體化解決方案，從使用油脂鉛筆的故事板到基於節點的合成。

事實上，你可以使用 Python 腳本和一些額外的包來批處理你的對象實例化，程序化地生成東西，配置你的渲染設置，甚至獲得你當前項目的自定義統計數據，這是非常棒的功能! 這是一種減輕繁瑣任務負擔的方式，同時也能讓開發者參與到這個創造性工具社區中，而不僅僅是美術人員。

正文

在 Blender 中，著色器通常是通過基於節點的圖形編輯器(可以在 “Shading” 選項卡中找到)來編輯的，它可以讓你根據想要構建或多或少復雜的著色流程來鏈接和組合盡可能多的內置節點。然而，在本文中，我們將制作一個超級簡單的著色器，隻有一個節點，所以我們將在 Python 腳本 🙂 中做所有的事情。

創建完材質之後會使用那些著色器，並應用到你的 3D 幾何物體上。一個物體可能有幾個 材質槽，例如，它可以為幾何的不同部分使用不同的著色器，但我們今天不會討論這種復雜的情況，我們將隻考慮 每個物體一個材質槽 的情形。

以 發光材質 為例。你可以把它想象成一個有強度(strength 參數)和顏色的大燈泡。它將使你的 3D 對象發光(所以你的對象將成為你場景中的光源，將與其餘的網格交互!) 🙂

PS: 選擇 Shader 類型對於這個項目，我使用的 EEVEE 引擎，其也可以與著色器節點工作，即使它與 Cycles 引擎並不是所有節點類型都相同。

在 Python 腳本中創建一個著色器

為瞭完全通過腳本創建和分配一個著色器，我們必須:

  • 使用 bpy.data 子模塊創建一個新的著色器資源
  • “編輯” 這個著色器，就像我們使用著色器節點編輯器一樣: 我們將刪除一些節點，添加其他節點，設置它們的屬性並將它們鏈接在一起
  • 對新創建材質的引用進行檢索
  • 最後，將其添加到我們對象的材質數據(即槽)中

讓我們一步一步來做這件事。我們將從創建一個名為 create_emission_shader() 的新函數開始

它將接收一些 強度（Strength） 和 顏色（Color） 參數，並使用這些參數來設置一個基本的 2 節點圖，其中有一個發光（Emission）節點和一個輸出（Output）節點。

我們的想法

  • 從基本節點模板開始，清除所有初始節點
  • 然後，可以添加我們的 發光 節點和 輸出 節點，通過更新其輸入字段的值來配置 發光 節點
  • 並在兩個節點之間創建一個鏈接

具體代碼與註釋

創建發光材質

def create_emission_shader(color, strength, mat_name):
    # create a new material resource (with its
    # associated shader)
    mat = bpy.data.materials.new(mat_name)
    # enable the node-graph edition mode
    mat.use_nodes = True
    # clear all starter nodes
    nodes = mat.node_tree.nodes
    nodes.clear()
    # add the Emission node
    node_emission = nodes.new(type="ShaderNodeEmission")
    # (input[0] is the color)
    node_emission.inputs[0].default_value = color
    # (input[1] is the strength)
    node_emission.inputs[1].default_value = strength
    # add the Output node
    node_output = nodes.new(type="ShaderNodeOutputMaterial")
    # link the two nodes
    links = mat.node_tree.links
    link = links.new(node_emission.outputs[0], node_output.inputs[0])
    # return the material reference
    return mat

現在很容易使用這個方法來創建我們的材質資源，並將它們應用到我們的對象上。

例如，我們將需要一個白色的發光材質為光環，一個黃色的發光材質為太陽，為每個行星創建一個隨機顏色的發光材質(盡管我將添加更多的藍色，以更好的整體顏色平衡 😉):

具體調用代碼

# ...
N_PLANETS = 6
ring_mat = create_emission_shader(
    (1, 1, 1, 1), 1, "RingMat"
)
for n in range(N_PLANETS):
    # ...
    planet = create_sphere(r, d, "Planet-{:02d}".format(n))
    planet.data.materials.append(
        create_emission_shader(
            (random(), random(), 1, 1),
            2,
            "PlanetMat-{:02d}".format(n)
        )
    )
    # add the radius ring display
    ring = create_torus(d, "Radius-{:02d}".format(n))
    ring.data.materials.append(ring_mat)
# add the sun sphere
sun = create_sphere(12, 0, "Sun")
sun.data.materials.append(
    create_emission_shader(
        (1, 0.66, 0.08, 1), 10, "SunMat"
    )
)

如果你在 3D 視圖中將陰影模式改為 “rendering”，並刪除當前場景中的所有對象，然後運行以上腳本，你會看到它們現在有瞭漂亮的發光材質!

  • 應用材質前

  • 應用材質後

註意，在運行腳本後，你甚至可以進入 “Shading” 選項卡，選擇一個帶有著色器的對象並查看其著色器圖。

它看起來像預期的那樣: 兩個節點，一個 Emission 和一個 Output，兩者之間的鏈接，以及一些Strength 和 Color 屬性的自定義值。

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