Книга: Написание скриптов для Blender 2.49

Снова о мешах — создание отпечатков

Снова о мешах — создание отпечатков

Хотя мягкие тела (softbody) и имитаторы ткани (cloth), которые доступны в Блендере, во многих ситуациях делают свою работу отлично, иногда Вам может понадобиться иметь больше управления над процессом деформации меша, или Вы захотите сымитировать какое-либо специфическое поведение, которое совсем не охвачено встроенными системами симуляции Блендера. Это упражнение показывает, как вычислять деформацию меша, которого коснулся, но не порвал другой меш. Оно не сможет быть физически точным. Мы стремимся к тому, чтобы получить вероятные результаты для твердых вещей, касающихся легко деформируемой или клейкой поверхности, например, палец, продавливающий масло, или колесо, едущее по мягкой обочине.

На рисунке ниже приведены несколько возможных отпечатков. Дорожки созданы анимированием катящейся автомобильной шины по подразделенной плоскости:

В следующей части мы обратимся к объекту, меш которого будет деформироваться в качестве исходного, и к объекту или объектам, делающим деформацию в качестве цели. В некотором смысле, это очень похоже на ограничение (constraint) и мы могли бы осуществить эти деформации как pycontraints. Тем не менее, это не будет исполнимым, поскольку ограничения оцениваются всякий раз, когда исходный меш или цели двигаются; этим самым вызывается интерфейс пользователя, что приведёт к мучительным остановкам, так как расчет пересечений и результирующей деформации мешей требует интенсивных вычислений. Следовательно, мы выбираем метод, где мы вычисляем и кешируем результаты всякий раз, когда сменяется кадр.

Наш скрипт предоставит несколько функций, он должен:

• Вычислить и кешировать деформации при каждом изменении кадра

• Изменить координаты вершин, когда присутствует кешированная информация

А при автономном запуске, скрипт должен:

• Сохранять и восстанавливать первоначальный меш

• Подсказывать пользователю возможные цели

• Ассоциировать себя как скриптсвязь с исходным объектом

• Возможно, удалять себя как скриптсвязь

Важное соображение в проектировании скрипта - как мы будем сохранять или кешировать оригинальный меш и промежуточные, деформированные меши. Поскольку мы не изменяем топологию меша (то есть, то, как вершины соединены друг с другом), а только координаты вершин, будет достаточно хранить только эти координаты. Это оставляет нас с вопросом: где сохранять эту информацию.

Если мы не хотим писать наше собственное устойчивое решение для сохранений, у нас есть два выбора:

• Использовать реестр Блендера

• Ассоциировать данные с исходным объектом в виде свойства

Реестр (registry) Блендера легко использовать, но мы должны иметь какой-то метод ассоциации данных с объектом, поскольку, возможно, пользователь захочет соединить больше, чем один объект с вычислителем отпечатков. Мы могли бы использовать имя объекта как ключ, но если пользователь захочет изменить это имя, мы потеряем ссылку на сохранённую информацию, в то время как функциональность скриптсвязи должна там все еще оставаться. Тогда пользователь сам должен стать ответственным за удаление сохранённых данных, если имя объекта было изменено.

Ассоциация всех данных в виде свойства (property) избавит от страданий, вызванных переименованиями, и данные будут очищаться при удалении объекта, но типы данных, которые можно сохранять в свойствах, ограничены целым, действительным с плавающей точкой, или строкой. Существуют способы преобразования произвольных данных в строки, используя стандартный модуль Питона pickle, но, к несчастью, такому сценарию препятствуют две проблемы:

• Координаты вершин в Блендере - экземпляры объекта Vector, а они не поддерживают протокол pickle

• Размер строкового свойства ограничен 127 символами, и этого слишком мало, чтобы сохранить даже один кадр с координатами вершин для меша средних размеров

Несмотря на недостатки использования реестра, мы будем использовать его для разработки двух функций - одну для сохранения координат вершин для данного номера кадра, и одну для извлечения этих данных и применения их к вершинам меша. Сначала мы определяем вспомогательную функцию  ckey(), которая возвращает ключ для использования с функциями реестра, исходя из имени объекта, чьи данные меша мы хотим кешировать:

def ckey(ob):
   return meshcache+ob.name

Не перепутайте реестр Блендера с реестром Windows. Оба предназначены для аналогичных целей - обеспечить устойчивую память для всех типов данных, но это разные объекты. Фактические данные в реестре Блендера, которые записаны на диск, по умолчанию находятся в каталоге .blender/scripts/bpydata/config/, и это местоположение может быть изменено заданием параметра datadir с помощью Blender.Set().

Наша функция storemesh() принимает в качестве аргументов объект и номер кадра. Первым действием нужно извлечь координаты вершин из данных меша, связанных с объектом. Затем она извлекает все данные, сохранённые в реестре Блендера для объекта, с которым мы имеем дело, и мы передаем дополнительный параметр True (Истина), указывающий, что если нет данных в памяти, GetKey() должна проверить их наличие на диске. Если совсем нет никаких данных, сохранённых для нашего объекта, GetKey() возвращает None, и в этом случае мы инициализируем наш кеш пустым словарём.

Впоследствии, мы сохраняем координаты нашего меша в этом словаре, проиндексированном номером кадра (выделено в следующем куске кода). Мы преобразуем этот номер кадра из целого в строку, которую нужно использовать в качестве фактического ключа, поскольку функция Блендера SetKey() принимает ключи строкового типа при сохранении данных реестра на диск, и вызовет исключение, если она сталкивается с целым. Последняя строка снова вызывает SetKey() с дополнительным аргументом True, чтобы указать, что мы хотим сохранять данные также на диск.

def storemesh(ob,frame):
   coords = [(v.co.x,v.co.y,v.co.z) for v in
             ob.getData().verts]
   d=Blender.Registry.GetKey(ckey(ob),True)
   if d == None: d={}
   d[str(frame)]=coords
   Blender.Registry.SetKey(ckey(ob),d,True)

Функция retrievemesh() принимает в качестве аргументов объект и номер кадра. Если она находит кешированные данные для данного объекта и кадра, она назначает загруженные координаты вершинам в меше. Сначала мы определим два новых исключения, означающие некоторые специфические ошибочные состояния, с которыми retrievemesh() может столкнуться:

class NoSuchProperty(RuntimeError): pass;
class NoFrameCached(RuntimeError): pass;

retrievemesh() вызовет исключение NoSuchProperty, если объект не имеет связанных кешированных данных меша, и исключение NoFrameCached если данные присутствуют, но не для указанного кадра. Выделенная строка в следующем коде заслуживает некоторого внимания. Мы выбираем связанные данные меша у объекта с mesh=True. Это даст завёрнутый (wrapped) меш, а не копию, так что любые данные вершин, к которым мы получаем доступ, или изменяем, ссылаются на фактические данные. Также, мы сталкиваемся со встроенный функцией Питона zip(), которая принимает два списка и возвращает список, состоящий из кортежей двух элементов, по одному из каждого списка. Это эффективно позволяет просматривать два списка параллельно. В нашем случае, эти списки - список вершин и список координат и мы просто преобразуем эти координаты в векторы и назначаем их в атрибут co каждой вершины:

def retrievemesh(ob,frame):
   d=Blender.Registry.GetKey(ckey(ob),True)
   if d == None:
      raise NoSuchProperty("no property %s for object %s"
            %(meshcache,ob.name))
   try:
      coords = d[str(frame)]
   except KeyError:
      raise NoFrameCached(("frame %d not cached on" +
                          "object %s") %(frame,ob.name))
   for v,c in zip(ob.getData(mesh=True).verts,coords):
      v.co = Blender.Mathutils.Vector(c)

Чтобы завершить наш набор функций кеша, мы определяем функцию clearcache(), которая пытается удалять данные в реестре, связанные с нашим объектом. Конструкция try … except … обеспечивает, чтобы при отсутствии сохранённых данных, действие было молча проигнорировано:

def clearcache(ob):
   try:
      Blender.Registry.RemoveKey(ckey(ob))
   except:
      pass

Оглавление книги