前言

Blender 并不是唯一一款允許你為場景編程和自動化任務(wù)的3D軟件; 隨著每一個(gè)新版本的推出，Blender 正逐漸成為一個(gè)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于節(jié)點(diǎn)的合成。

事實(shí)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(shí)例化，程序化地生成東西，配置你的渲染設(shè)置，甚至獲得你當(dāng)前項(xiàng)目的自定義統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這是非常棒的功能! 這是一種減輕繁瑣任務(wù)負(fù)擔(dān)的方式，同時(shí)也能讓開發(fā)者參與到這個(gè)創(chuàng)造性工具社區(qū)中，而不僅僅是美術(shù)人員。

正文

在 Blender 中，著色器通常是通過基于節(jié)點(diǎn)的圖形編輯器(可以在 “Shading” 選項(xiàng)卡中找到)來編輯的，它可以讓你根據(jù)想要構(gòu)建或多或少復(fù)雜的著色流程來鏈接和組合盡可能多的內(nèi)置節(jié)點(diǎn)。然而，在本文中，我們將制作一個(gè)超級簡單的著色器，只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以我們將在 Python 腳本 ?? 中做所有的事情。

創(chuàng)建完材質(zhì)之后會使用那些著色器，并應(yīng)用到你的 3D 幾何物體上。一個(gè)物體可能有幾個(gè) 材質(zhì)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(fù)雜的情況，我們將只考慮 每個(gè)物體一個(gè)材質(zhì)槽 的情形。

以 發(fā)光材質(zhì) 為例。你可以把它想象成一個(gè)有強(qiáng)度(strength 參數(shù))和顏色的大燈泡。它將使你的 3D 對象發(fā)光(所以你的對象將成為你場景中的光源，將與其余的網(wǎng)格交互!) ??

PS: 選擇 Shader 類型對于這個(gè)項(xiàng)目，我使用的 EEVEE 引擎，其也可以與著色器節(jié)點(diǎn)工作，即使它與 Cycles 引擎并不是所有節(jié)點(diǎn)類型都相同。

在 Python 腳本中創(chuàng)建一個(gè)著色器

為了完全通過腳本創(chuàng)建和分配一個(gè)著色器，我們必須:

• 使用 bpy.data 子模塊創(chuàng)建一個(gè)新的著色器資源
• “編輯” 這個(gè)著色器，就像我們使用著色器節(jié)點(diǎn)編輯器一樣: 我們將刪除一些節(jié)點(diǎn)，添加其他節(jié)點(diǎn)，設(shè)置它們的屬性并將它們鏈接在一起
• 對新創(chuàng)建材質(zhì)的引用進(jìn)行檢索
• 最后，將其添加到我們對象的材質(zhì)數(shù)據(jù)(即槽)中

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

它將接收一些 強(qiáng)度（Strength） 和 顏色（Color） 參數(shù)，并使用這些參數(shù)來設(shè)置一個(gè)基本的 2 節(jié)點(diǎn)圖，其中有一個(gè)發(fā)光（Emission）節(jié)點(diǎn)和一個(gè)輸出（Output）節(jié)點(diǎn)。

我們的想法

• 從基本節(jié)點(diǎn)模板開始，清除所有初始節(jié)點(diǎn)
• 然后，可以添加我們的 發(fā)光 節(jié)點(diǎn)和 輸出 節(jié)點(diǎn)，通過更新其輸入字段的值來配置 發(fā)光 節(jié)點(diǎn)
• 并在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建一個(gè)鏈接

具體代碼與注釋

創(chuàng)建發(fā)光材質(zhì)

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(xiàn)在很容易使用這個(gè)方法來創(chuàng)建我們的材質(zhì)資源，并將它們應(yīng)用到我們的對象上。

例如，我們將需要一個(gè)白色的發(fā)光材質(zhì)為光環(huán)，一個(gè)黃色的發(fā)光材質(zhì)為太陽，為每個(gè)行星創(chuàng)建一個(gè)隨機(jī)顏色的發(fā)光材質(zhì)(盡管我將添加更多的藍(lán)色，以更好的整體顏色平衡 ??):

具體調(diào)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”，并刪除當(dāng)前場景中的所有對象，然后運(yùn)行以上腳本，你會看到它們現(xiàn)在有了漂亮的發(fā)光材質(zhì)!

• 應(yīng)用材質(zhì)前

• 應(yīng)用材質(zhì)后

注意，在運(yùn)行腳本后，你甚至可以進(jìn)入 “Shading” 選項(xiàng)卡，選擇一個(gè)帶有著色器的對象并查看其著色器圖。

它看起來像預(yù)期的那樣: 兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，一個(gè) Emission 和一個(gè) Output，兩者之間的鏈接，以及一些Strength 和 Color 屬性的自定義值。