BlenderPython編程實現(xiàn)程序化建模生成超形示例詳解

第BlenderPython編程實現(xiàn)程序化建模生成超形示例詳解目錄正文什么是超形（Supershapes,Superformula）二維超形n1=n2=n3=1n1=n2=n3=0.3其他特別情況例子1例子2例子3例子4例子5奇異的形狀三維超形Blender生成超形詳細代碼和注釋如下

正文

Blender并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于節(jié)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(shè)置，甚至獲得你當前項目的自定義統(tǒng)計數(shù)據(jù)，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(fā)者參與到這個創(chuàng)造性工具社區(qū)中，而不僅僅是美術(shù)人員。

什么是超形（Supershapes,Superformula）

截圖來自于ShaderToy

二維超形

超形方程是基于由JohanGielis意圖作為自然形狀的建?？蚣芏岢龅摹６S超形方程是圓方程和橢圓方程的推廣

他們給出的二維超橢圓/超形的一般公式如下。

其中r和phi是極坐標(表示半徑、角度)

n1、n2、n3、m都是實數(shù)。

a和b是除0以外的實數(shù)。

m=0的話，結(jié)果就是圓，即r=1

n1=n2=n3=1

增大m的話會增加形狀的旋轉(zhuǎn)對稱性。這通常適用于對于n個參數(shù)為其他值時的情況。這些曲線在角2/m的圓上重復出現(xiàn)，這現(xiàn)象在下面大多數(shù)m為整數(shù)值的例子中尤為明顯。

n1=n2=n3=0.3

當n保持相等但減小時，形狀將變得越來越緊湊。

其他特別情況

例子1

如果n1略大于n2和n3，則會形成膨脹的形式。

下邊的例子有n1=40和n2=n3=10。

例子2

多邊形形狀是用非常大的n1值以及雖然值大但相等的n2和n3來實現(xiàn)的。

例子3

不對稱形狀可以通過使用不同的n值來創(chuàng)建。下面的例子有n1=60,n2=55和n3=30。

例子4

對于m的非整值，對于有理值其所生成的形狀仍然是封閉的。下面是n1=n2=n3=0.3的示例。角度需要從0擴展到12。

例子5

由于n1的值小于n2和n3，因此形成了光滑的海星形狀。下面的例子有m=5和n2=n3=1.7。

奇異的形狀

感興趣的朋友還可以嘗試其他不同的形狀

三維超形

在給出了上面二維超形的定義后，

我們可以使用球形乘積（sphericalproduct）擴展到3D使用。

Blender生成超形

有了以上的理論支持，我們就可以在Blender里面開始編寫Python代碼了，原理并不難，我們只需要套用上面的三維超形公式，然后定義我們自己的參數(shù)即可。

詳細代碼和注釋如下

importbpy

importmath

#mesh數(shù)組（點、面、邊）

verts=[]

faces=[]

edges=[]

#3Dsupershape參數(shù)

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，填充頂點數(shù)組

theta=-math.pi

foriinrange(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)

forjinrange(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

#-------------------------------------------------------------------------------

#填充面數(shù)組

count=0

foriinrange(0,(Vnum+1)*(Unum)):

ifcountVnum:

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

#創(chuàng)建mesh和object

mymesh=bpy.data.meshes.new("supershape")

myobject=bpy.data.objects.new("supershape",mymesh)

#設(shè)置mesh的location

myobject.location=bpy.context.scene.cursor.location#*

bpy.context.scene.collection.objects.link(myobject)#*

#從python數(shù)據(jù)創(chuàng)建mesh

mymesh.from_pydata(verts,edges,faces)

mymesh.update(calc_edges=True)

#設(shè)置object為編輯模式

bpy.context.view_layer.objects.active=myobject#*

bpy.ops.object.mode_set(mode='EDIT')

#移除重復的頂點

bpy.ops.mesh.remove_doubles()

#重新計算法線

bpy.ops.mesh.normals_make_consistent(inside=False)

bpy.ops.object.mode_set(mode='OBJECT')

#新建細分修改器（subdividemodifier）

myobject.modifiers.new("subd",type='SUBSURF')

myobject.modifiers['subd'].levels=3

#平滑mesh

mypolys=mymesh.polygons

forpinmypolys:

p.use_smooth