Zobrazenie zdroja stránky Zbierka - Generovanie objektov - Blender

<div class="worksheet">
    [[File:Generate_multiple.stl|360x360px|left|norotate=1]]
    <h1>Generátor objektov</h1>
    <div class="section">
    <div class="lesson-plan-text">
        <div><div>Trvanie:</div><span>1.5 hod</span></div>
        <div><div>Náročnosť:</div><span>pokročilý</span></div>
        <div><div>Zručnosti:</div><span>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Transform%C3%A1cie transformácie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Cykly cykly], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Podmienky podmienky], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Funkcie funkcie], [https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Blender_Python_API práca s bpy]</span></div>
        <div><div>Nástroje:</div><span>[https://www.blender.org/ Blender], [https://www.python.org/ Python]</span></div>
    </div>
        <p>Jendným z hlavných metodík parametrického a generatívneho dizajnu je potrebné vedieť generovať mnoho objektov a vedieť ich rýchlo upravovať. Preto sme zahrnuli aj toto cvičenie, kde si ukážeme ako vieme rýchlo v Blenderi generovať objekty a apliklovať na ne viaceré zmeny.</p>
    </div>

<br clear=all>
    <div class="section">
        <h3>Zadanie úlohy</h3>
        <p>Cieľom je predstaviť si bázové programovacie koncepty v Pythone, ktoré potrebujeme ak chceme generovať v Blenderi veľa objektov rýchlo a modifikovať ich za behu.</p>
    </div>

    <div class="section">
        <h3>Odkazy na materiály</h3>
        <p>V tejto sekcii nájdete odkazy na materiály, ktoré vám môžu pomôcť pri riešení daných problémov a naučia vás ako používať požívané nástroje:</p>
        <ul>
            <li>[https://kempelen.dai.fmph.uniba.sk/design/index.php/Te%C3%B3ria Teória] - rozcestník stručnej teórie pre koncepty, ktoré potrebujeme</li>
            <li>[https://docs.blender.org/ Rozcestník dokumentácií Blendera] - nájdete tu dokumentáciu pre vývojárov, používateľskú ríručku a aj Python API dokumentáciu</li>
            <li>[https://docs.python.org/3/tutorial/index.html Python syntax] - tu nájdete syntax a použitie jazyka Python s ukážkami použitia</li>
            <li>[https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API] - dokumentácia Python API v Blenderi - nájdete tu všetko čo sa týka programovania s Python API (s knižnicou bpy) v Blenderi</li>
        </ul>
    </div>

    <div class="section">
        <h3>Inštrukcie</h3>
        <ol>
            <li>Zapneme si nástroj Blender a z horných tabov si vyberieme ten s názvom "Scripting" pre otvorenie okna na písanie programu.<br>[[File:Blender_scripting.png|256px]]</li>
            <li>Klikneme na ikonku "New," ktorou si vytvoríme nový súbor.<br>[[File:Blender_new_script.png|256px]]</li>
            <li>Uistíme sa, že v druhom okne máme otvorenú časť "3D viewport" s módom "Object Mode." Naše rozloženie okien by malo vyzerať nasledovne:<br>[[File:Blender_setup.png|800px]]</li>
            <li>S takto nastaveným prostredím môžeme začať písať kód. Prvým krokom je importovať si knižnice, ktoré budeme potrebovať, hlavnou je knižnica bpy, ktorá nám sprostredkúva funkcionality pre prácu s Blenderom. Importujeme a použijeme ju nasledovne:<br>[[File:Blender_bpy_import.png|256px]]<br> Takýmto volaním vieme získať objekt, ktorý máme aktuálne v scéne, kde pomocou "print" si dávame do konzoly vypísať jeho meno. Aby sme videli tento výstup v konzole, musíme si ju otvoriť v okne a to spravíme nasledovne:<br>[[File:Blender_system_console.png|312px]]<br></li>
            <li>Pre pokračovanie je potrebné naštudovať si [https://docs.blender.org/api/current/index.html Blender Python API], aby sme vedeli používať funkcie, ktoré potrebujeme.</li>
            <li>Najprv sa pokúsime vytvoriť si objekt v scéne priamo z kódu. Toto môžeme dosiahnuť napríklad spustením nasledovného skriptu v Blenderi:<br>
<pre>
import bpy

# Vytvorenie nového objektu - kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=2)

# Presunutie kocky na inú pozíciu
bpy.context.object.location = (0, 0, 2)
</pre>
</li>
            <li>Potom chceme týchto modelov vygenerovať viac vedľa seba a uložiť si ich napríklad do poľa. Vieme to spraviť napríklad takto:<br>
<pre>
import bpy

# Veľkosť kocky
size = 2

# Vytvorenie prvej kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=size)
cube1 = bpy.context.object

# Uloženie referencie na aktuálny návrh
scene = bpy.context.scene

# Pozícia prvej kocky
pos_x = 0

# Vytvorenie a umiestnenie ďalších kociek
for i in range(1, 5):
    # Vytvorenie novej kocky
    bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=size)
    cube = bpy.context.object
    
    # Nastavenie pozície
    pos_x += size * 1.33  # Medzera o tretine priemeru
    cube.location.x = pos_x

    # Pridanie do scény
    scene.collection.objects.link(cube)
</pre>
</li>
            <li>Následne chceme implementovať modifikáciu týchto objektov, skúsme to spraviť tak, že každý jeden objekt v scéne modifikujeme iným spôsobom. Na jeden môdel môžme aplikovať jednu aj viac mien. Vytvorenie a aplikácia modifikátora na model (konkrétne pre modifikátor wireframe a subdivision) vyzerajú nasledovne:<br>
<pre>
import bpy

# Vytvorenie nového objektu - kocky
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(size=2)

# Získanie odkazu na vytvorený objekt
cube = bpy.context.object

# Pridanie Wireframe modifikátora
wireframe_mod = cube.modifiers.new(name="Wireframe", type='WIREFRAME')
wireframe_mod.thickness = 0.1  # hrúbka drôtového rámu

# Pridanie Subdivision modifikátora
subdivision_mod = cube.modifiers.new(name="Subdivision", type='SUBSURF')
subdivision_mod.levels = 2  # počet úrovní podrobností

# Presunutie kocky na inú pozíciu
cube.location = (0, 0, 2)
</pre>
</li>
            <li>Hlavným princípom, ktorý budeme využívať na modifikovanie objektov budeme využívať Blender modifiers, o ktorých sa dozvieme viac v časti [https://docs.blender.org/manual/en/latest/modeling/modifiers/introduction.html Blender modifiers]. Skúste si preto viac modifikátorov a vyskúšajte si ich aplikovať viac na viaceré objekty samostatne alebo súčasne.</li>
            <li>Ak máme vytvorených viac modifikácií a viac objektov, pokúsme sa tieto modifikácie aplikovať na dané objekty kým s nimi nie sme spokojní.</li>
        </ol>
    </div>

    <div class="section">
        <h3>Testovanie a úpravy</h3>
        <p>Prezrite a skontrolujte si objekt a odpovedzte si na to či daný 3D model zodpovedá zadaniu a či ste s ním spokojní. Ak chcete skúsiť model upraviť, navrhujeme:</p>
        <ul>
            <li>skúste kód optimalizovať aby bol dostatočne prehľadný - rozmiestniť jednotlivé modifikácie do funkcií a podobne</li>
            <li>pri aplikácií viacerých modifikácií môže byť problém s výkonom, skúste implementovať podmienky, ktoré zamedzia príliš veľkým alebo príliš nízkym hodnotám parametrov - vieme, že modifikároti majú urené rozdahy, ktoré môžeme aplikovať, napríklad "SUBSURF" úrovne môžu nadobúdať hodnotu <0,6></li>
            <li>pokúste sa vytvoriť postupné renderovanie objektu a pri každej iterácií ho nejak viac modifikovať ako napríklad:<br>
[[File:Voronoi_object_4.png|alt=Voronoiov objekt 4|256px]] [[File:Voronoi_object_5.png|alt=Voronoiov objekt 5|256px]] [[File:Voronoi_object_6.png|alt=Voronoiov objekt 6|256px]]</li>
            <li>modifikovať môžeme aj objekty, ktoré si vieme importovať do scény, vyskúšajte si teda importovanie a modifikáciu aj takéhoto objektu:<br>
[[File:blender_import_stl.png|alt=obrázok s návodom na import modelu|320px]]
</li>
        </ul>
    </div>

    <div class="section">
        <h3>Spätná väzba</h3>
        <p>
            Ak ste spokojní so svojím výsledným modelom, prezentujte ho ostatným, zhodnoťte koncepty, ktoré ste použili a ako ste ho implementovali, buďte otvorení k hodnoteniam od ostatných a k prípadným návrhom na zlepšenie.
        </p>
    </div>

    <div class="section">
        <h3>Vzorové riešenie</h3>
        <p>Ak budete potrebovať motiváciu alebo si skontrolovať váš výsledný model, v nasledujúcich odkazoch nájdete implementáciu daného modelu v nástrojoch, ktoré ste na implementáciu mohli použiť:</p>
        <ul>
            <li>[https://github.com/Achinys-out/ParametricAndGenerativeDesign/blob/main/Python/generate_multiple.py Python]</li>
        </ul>
    </div>

    <div class="section">
        <h3>Záver</h3>
        <p>V úlohe sme si predstavili akými spôsobmi môžeme generovať viac objektov naraz, manipulovať s nimi v scéne, modifikovať ich za behu programu či ako si isch uschovávať a prehľadávať. Tieto základy sú potrebné k tvorbe plnohodnotného generatívneho dizajnu.</p>
    </div>
</div>