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  • 在本模块中，你将学习 Blender 的功能，包括其产出（图像）和制作过程（3D 建模）。

    Blender 简介

    Blender 是一款用于创建“三维”（3D）图形（也称为计算机图形或 CG）的免费软件，支持制作静态图像、游戏和视频。

    虽然大多数 Blender 项目的最终成果都是显示在平面屏幕（如显示器、电影屏幕或纸张）上的 二维（2D） 栅格图像（除头戴式虚拟现实应用外），但这些图像被称为“3D”，因为它们能够营造出深度的错觉。换句话说，观看者可以直观地判断图像中哪些部分更靠近，哪些部分更远。

    示例

    以下是一幅使用 Blender 创建的逼真静态图像：

    《孤独的房子》（A Lonely House），作者：Mayqel

    仔细观察建筑物，你可以发现：

    • 由于建筑物部分遮挡了后方的树木，你可以判断出树林在建筑物的后面，而不是前面。
    • 前墙的上下边缘向树的底部方向收敛，使你能够判断前墙与视角之间的角度。
    • 你可以通过墙面上较暗的部分来识别阴影，从而推测光源的位置，即使太阳不在画面中。

    虽然可以使用 2D 绘图软件（甚至是画笔）手动创造这种深度错觉，但 Blender 提供了更简单的方法。

    这座房子很可能并不存在于现实世界中。与其在德国的乡村搭建一个大型布景、等待合适的光照、然后拍摄照片，艺术家选择在 计算机内的虚拟 3D 世界 中创建这一场景（这被称为 计算机生成图像（CGI））。随后，他们使用 Blender 渲染 该场景，将其转换为 2D 图像。你可以在 Blender 官方画廊 看到更多作品。

    3D 制作流程

    要制作类似上述的图像，通常涉及以下两个主要步骤：

    1. 建模（Modeling） —— 创建 3D 世界（即模型或场景）。这包括：

      • 定义物体的几何形状
      • 赋予物体特定的材质
      • 设置光源
      • 定义摄像机视角

    2. 渲染（Rendering） —— 生成最终图像，相当于从摄像机视角对场景“拍照”，并呈现给观众。

    3D 技术不仅用于创建静态图像，还可用于 动画制作，这需要额外的步骤：

    • 绑定（Rigging） —— 设定控制角色变形的方法，使其能够流畅地模拟关节运动、面部表情等真实生物的动作。
    • 姿势调整（Posing） —— 在 3D 场景中为物体和角色设置时间序列的动作，通常利用之前创建的绑定结构。
    • 动画渲染 —— 渲染不只是单帧图像，而是一系列连续帧，呈现物体随时间的运动。

    此外，还有一些额外的处理步骤，以增强 3D 作品的真实感：

    • 雕刻（Sculpting） —— 通过类似黏土塑形的方式进行更有机的建模，以创建更复杂、不规则的形状，使其更接近自然界中的真实物体。
    • 贴图绘制（Texture Painting） —— 你可能熟悉 2D 图像编辑软件，这些软件常用于 3D 贴图制作。Blender 允许直接在 3D 物体表面绘制纹理，使其看起来更加真实。
    • 物理模拟（Physical Modeling） —— 计算现实世界中物体的运动，例如刚性物体碰撞、柔软布料的下垂、流体流动等。这些模拟基于数学公式，能逼真地再现真实现象，但需要强大的计算能力。
    • 动作捕捉（Motion Capture，Mocap） —— 通过拍摄带有标记点的真人动作，并将其转换为 3D 角色动画，以创建更自然的行走、跑步、跳舞等动态效果。
    • 合成（Compositing） —— 将 3D 渲染与真实拍摄的画面融合，使虚拟物体与现实环境无缝结合，或者让真实演员进入虚拟场景。若光照和阴影匹配得当，观众将难以分辨何为真实、何为合成。

    实时渲染 vs. 非实时渲染

    渲染可以分为两种类型：

    • 实时渲染（Real-time Rendering） —— 用于游戏等交互式应用，必须在极短时间内完成。例如，许多游戏要求 每秒更新 60 帧，以保证流畅的视觉体验。因此，这类渲染受时间限制，必须使用优化算法。
    • 非实时渲染（Non-real-time Rendering） —— 质量优先，计算时间较长。例如，为了追求更高的细节，一张静态图片的渲染可能需要数分钟到数小时。而制作好莱坞级别的电影，单帧可能需要几个小时渲染，但使用 渲染农场（Render Farm）（数百或数千台计算机并行工作），整个序列可以在几周内完成。

    Blender 其他功能

    除了 3D 生产工作流，Blender 还具备一些拓展功能：

    • 视频编辑（Video Editing） —— 渲染完动画后，你可以将其与实拍视频结合，制作完整的影片。
    • 3D 打印（3D Printing） —— 许多人希望通过 3D 打印制作实物。你可以使用 3D 扫描获取真实物体的形状数据，或直接在 Blender 中建模，甚至结合两者。

    Blender 涵盖了 3D 领域的方方面面，内容庞杂，但不要感到畏惧。本书将带你 一步步学习，从最基础的内容开始，你很快就能创作出有趣的作品！