Написание скриптов для Blender 2.49 - Michel Anders

Мы уже видели, что модуль Блендера Mathutils имеет функцию, вычисляющую угол, так что наш код является очень кратким, так как реальную работу делает единственная функция, показанная ниже. (Полный скрипт предоставлен как sharpfaces.py.)

def sharpfaces(me,minimum_angle):

   for face in me.faces:

      n = len(face.verts)

      edges = [face.verts[(i+1)%n].co - face.verts[i].co 

               for i in range(n)]

      for i in range(n):

         a = AngleBetweenVecs(-edges[i],edges[(i+1)%n])

         if a < minimum_angle :

            face.sel = 1

            break

Заметьте, что мы не делаем различий между треугольными гранями и четырёхугольными, так как и те и другие могут иметь края, соединённые острым углом. Выделенная часть в предыдущем коде показывает одну тонкую деталь: всякий раз, когда мы вычисляем угол между нашими двумя рёберными векторами, мы инвертируем один из них, потому что для вычисления правильного угла оба вектора должны порождаться в одной вершине, а мы вычислили их все, последовательно указывая от одной вершины на другую.

Различие проиллюстрировано на следующем рисунке:

Выбор вершин со множеством рёбер

В идеале меш должен содержать грани, которые состоят из только четырех вершин (эти грани обычно именуются  quads — четырёхугольники), и у них должны быть относительно одинаковые размеры. Такая конфигурация оптимальна при деформации меша, что часто бывает необходимо в анимации. Конечно, нет ничего действительно ужасного в трехсторонних гранях (tris), но в общих чертах  лучше избегать их, поскольку небольшие треугольные грани всё портят при применении модификатора subsurface, заставляя его показывать неприглядную рябь.

Но даже когда у вас есть меш, состоящий только из четырёхугольников, некоторые вершины являются центром более, чем четырех рёбер. Эти вершины иногда называют полюсами, отсюда и название скриптов в следующих разделах. Если количество рёбер чрезмерное, скажем шесть или больше (как показано в предыдущем скриншоте), такой участок может стать трудным для деформации, и трудным для манипуляций разработчиком модели. В большом и сложном меше эти вершины может быть сложно находить и, следовательно, нам нужно средство выбора таких вершин.

Для того чтобы выбрать вершины с определённого числа шагов, мы можем выполнить следующие шаги:

1. Независимо проверить, что активный объект - это меш.

2. Независимо убедиться, что мы - в режиме объектов.

3. Показать всплывающее меню для ввода минимального количества рёбер.

4. Для каждой вершины:

• Итерация по всем рёбрам, подсчет вхождений вершины

• Если счет - больше или равен минимуму, выбрать вершину

Этот метод - прямой и простой. Функция, которая ответственна за фактическую работу, показана ниже (полный скрипт называется poleselect1.py). Она близко следует нашей схеме. Фактический выбор вершин осуществляется путем присвоения атрибуту вершины sel. Заметим также, что атрибуты v1 и v2 объекта ребра не являются индексами в атрибуте verts нашего меша, а ссылаются на объекты MVert. Вот почему нам нужно извлекать атрибуты index для сравнения.

def poleselect1(me,n=5):

   for v in me.verts:

      n_edges=0

      for e in me.edges:

         if e.v1.index == v.index or

                    e.v2.index == v.index:

            n_edges+=1

            if n_edges >= n:

               v.sel = 1

               break

Вы вероятно обратили внимание, что мы повторяли обход списка рёбер по новой для каждой вершины (выделено в предыдущем коде). Это может быть дорого с точки зрения производительности и эта стоимость даже усложнена необходимостью сравнивать индексы, которые нужно извлекать снова и снова. Возможно ли написать более эффективный код, который, тем не менее, останется удобочитаемым? Да, если мы будем следовать этой стратегии:

1. Независимо проверить, что активный объект - это меш.

2. Независимо убедиться, что мы - в режиме объектов.

3. Показать всплывающее меню для ввода минимального количества рёбер.

4. Инициализировать словарь, проиндексированный индексом вершин, который будет содержать счетчики рёбер.

5. Повторять цикл по всем рёбрам (обновлять счет для обеих вершин, на которые ссылается ребро).

6. Повторять цикл по всем элементам словаря (если счет - больше или равен минимуму, выбираем вершину).

Используя эту стратегию, мы просто выполняем две, возможно длительных, итерации ценой памяти, требуемой на хранение словаря (ничто не бесплатно). Увеличение скорости незначительно для небольших мешей, но может быть серьёзным (Я отмечал 1,000-кратное повышение скорости у небольшого меша в 3,000 вершин) для больших мешей, и они - именно тот тип мешей, где кому-нибудь может понадобиться средство, подобное этому.

Наша переделанная функция выбора показана ниже (полный скрипт называется poleselect.py). Сначала отметьте оператор import. Словарь, который мы будем использовать, называется словарь со значением по-умолчанию (default dictionary) и предоставляется модулем Питона collections. словарь по-умолчанию является словарем, который инициализирует отсутствующие элементы при первой ссылке на них. Так как мы хотим увеличивать на 1 значение счетчика каждой вершины, на которую ссылается ребро, мы должны были бы или инициализировать наш словарь нулевыми величинами для каждой вершины в меше заблаговременно, или проверять каждый раз, проиндексирована ли уже вершина, для которой мы хотим увеличить счет, и если нет, инициализировать его. Словарь по умолчанию позволяет забыть о необходимости инициализировать все заранее, и является очень удобочитаемой идиомой.

Мы создаем наш словарь, вызывая функцию defaultdictionary() (функция, возвращающая новый объект, поведение которого настраивается некоторым аргументом, передаваемым в функцию, называется фабрикой в объектно-ориентированных кругах) с аргументом int. Аргумент должен быть функцией, не принимающей никаких аргументов. Встроенная функция int(), которую мы здесь используем, возвращает целую величину, равную нулю, когда вызывается без аргументов. Каждый раз, когда мы обращаемся к нашему словарю по несуществующему ключу, создаётся новый элемент, и его значением будет результат, возвращённый нашей функцией int(), то есть нуль. Существенные строки - те две, где мы увеличиваем счетчик рёбер (выделенная часть следующего кода). Мы могли бы написать это выражение немного другим способом, для иллюстрации, почему нам нужен словарь со значением по-умолчанию:

edgecount[edge.v1.index] = edgecount[edge.v1.index] + 1

Элемент словаря, на который мы ссылаемся с правой стороны выражения, не будет еще существовать всякий раз, когда мы ссылаемся на индекс вершины, с которой мы сталкиваемся впервые. Конечно, мы могли бы проверить это заранее, но это сделало бы код в целом гораздо менее читабельным.

from collections import defaultdict

def poleselect(me,n=5):

   n_edges = defaultdict(int)

   for e in me.edges:

      n_edges[e.v1.index]+=1

      n_edges[e.v2.index]+=1

   for v in (v for v,c in n_edges.items() if c>=n ):

      me.verts[v].sel=1

Определение объема меша

Хотя Блендер не является на самом деле программой САПР (CAD), множество людей используют его для САПР-подобных задач, как например, архитектурная визуализация. Блендер способен импортировать множество типов файлов, включая файлы основных САПР-программ, так что включение технических моделей, сделанных с точными размерами, никогда не было проблемой.

Эти САПР-программы часто предлагают все типы инструментальных средств для измерения размеров вашей модели (её частей), тогда как Блендер, по своей природе, обеспечивает лишь очень малую часть этих инструментов.  Возможно узнать размер и позицию объекта, нажав клавишу N в окне 3D-вида. В режиме редактирования Вы можете включить отображение длин рёбер, углов между рёбрами, и площадей граней (смотри панель Mesh tools more в контексте редактирования (F9) окна Кнопок), но это почти всё, что можно выяснить.

Питон может преодолеть эти ограничения в ситуациях, когда нам нужны какие-либо специфические измерения, но мы не можем экспортировать нашу модель в САПР-программу. Практическим примером является вычисление объема меша. В настоящее время, множество компаний предлагают возможность восстановить вашу цифровую модель в виде объекта реального мира посредством методов 3D-печати. Я должен сказать, что это - особенное чувство, когда держишь пластиковую или даже металлическую копию вашей Блендер-модели в своих руках, это действительно добавляет целое новое измерение к 3D.