Blender的Python编程介绍

在Blender这个免费的开源3D设计软件中，最值得称道的一点是可以用Python程序来辅助进行3D设计，我们可以通过Python来调整物体的属性，生成新的物体，甚至生成新的动画等等。

在最近的一个项目中，我用Blender制作了一个动画，但是由于前期设计的时候，骨骼的大小设置的不对，现在想重新调整骨骼的大小，发现只能把缩放应用到增量中，否则的话会对物体的形体位置有破坏。例如下图是变换增量中xyz缩放为30，缩放xyz为0.01的3D物体:

如果我想调整变换增量xyz缩放为1时，缩放xyz仍然为0.01，然后物体大小保持不变，那么我会做以下几步的修改：

设置变换增量xyz缩放为1，缩放xyz为0.3，然后按ctrl-A应用缩放，把缩放xyz调整为1
设置缩放xyz为100，然后按Ctrl-A应用缩放，把缩放xyz调整为1
设置缩放xyz为0.01

做完以上操作后，物体的大小不变，但是骨骼的位置会发生变化，导致物体形变，如下图：

分析后得知，在进行以上调整时，对于一些有骨骼约束，例如IK约束的骨骼，其位置XYZ并没有机型相应的扩展。例如对于手部IK骨骼来说，假设调整前其XYZ分别为0.1m, 0.2m, 0.3m，则调整后应该放大30倍才对，即XYZ应为3m, 6m, 9m。考虑到这个设计里面有很多动画，每个动画都有很多关键帧，如果每个关键帧都手动修改骨骼的位置，工作量很大也容易出错，这时可以考虑用Python脚本来帮助我们完成这个调整。

在blender的菜单中点击脚本，即打开一个文本编辑的窗口，可以输入Python代码，点击菜单的窗口，打开系统控制台。然后在文本编辑中输入以下代码，就能自动调整所有动画中相关骨骼的位置数据：

python 复制代码

import bpy

bones = ["weapon", "mag", "bolt", "base", "bolt1", "hand_IK_L.L", "hand_IK_L.R", "shoulder_L.L"]

for action in bpy.data.actions:
    for fcurve in action.fcurves:
        for bone in bones:
            if fcurve.data_path == 'pose.bones["' + bone + '"].location':
                for keyframe in fcurve.keyframe_points:
                    x, y = keyframe.co 
                    fcurve.keyframe_points.insert(x, y*30)

解释一下以上的代码，在bpy.data.actions里面保存了所有的动画Action，每个action都有一个fcurves（函数曲线），这个对应的是每个骨骼的动画信息。我们可以通过fcurve.data_path来判断，例如fcurve.data_path为pose.bones["weapon"].location，这表明对应的furve是weapon骨骼的位置信息，这时可以通过fcurve.array_index来进一步判断对应的是xyz的哪一个。如果要查看动画里面每一个关键帧的骨骼的位置数据，可以通过遍历fcurve.keyframe_points来查看，通过keyframe.co获得一个(x,y)的tuple，其中x代表关键帧的帧数，y是对应的数值。例如对于一个fcurve是对应weapon这个bone的location，那么其keyframe.co为(12, 0.6)表示在第12帧，这个bone的location为0.6m。最后通过furve.keyframe_points.insert方法，即可更新或新增一个关键帧并设置数值。对于以上的应用，当运行这个脚本之后，可以看到现在骨骼的位置都调整正确了，如下图：