nunca el 3d fue tan sencillo como con python y blender

7/31/2019 Nunca el 3D fue tan sencillo como con Python y Blender

1/550 Nmero 35 W W W . L I NUX- M A GA Z I NE . E S

trar la misma escena: un cubo en el

centro de la pantalla con una lmpara y

una cmara en posiciones predefinidas.Blender arranca un intrprete que

tiene acceso a sus propias libreras, y

no son pocas! Para ello, comenzamos

importando la librera Blender, que

aglomera toda la funcionalidad que

Blender nos ofrece. Esta librera alberga

un enorme nmero de paquetes, los

cuales nos permiten realizar cualquier

accin posible desde nuestro programa.

Como estamos comenzando con un

ejemplo sencillo, slo importaremos los

paquetes Curve, Object, Scene y Text3d.

En Blender trabajamos con escenas,que es lo que vemos en la ventana

donde aparecen los objetos tridimen-

sionales. Cada escena contiene una

extraer todo el poder de ese software

que tanto ha costado crear.

Blender escogi a Python, verRecurso [2], como lenguaje script, per-

mitiendo que cualquiera con algunos

conocimientos de 3D y programacin

pueda hacer cosas realmente vistosas.

Dedicaremos este artculo a crear una

escena en Blender sin emplear en nin-

gn momento el ratn slo con nues-

tro cdigo fuente.

Nuestra Primera Escena

Comencemos con algo simple, digamos

que queremos poner un texto cual-

quiera en una escena de Blender; elcdigo se puede ver en el Listado [1].

Para ello debemos arrancar Blender. En

un primer momento siempre nos mos-

Y

ah qued Blender, ver Recurso

[1], en medio del software

libre, con grandes vtores porparte de sus ms acrrimos seguidores,

esperanzados ante la posibilidad de

poder disponer por fin de un software

profesional de diseo 3D. Y encima

libre!

Se puede pedir algo ms? Pues s.

Una vez que un software es libre pode-

mos esperar que comience a adaptarse

a los convenios del software libre. Uno

de estos convenios es que si te da igual

que la gente mire el cdigo fuente,

entonces empotra algn intrprete de

lenguaje en tu programa para que losque sean menos tcnicos puedan

DESARROLLO Python y Blender

Nunca el 3D fue tan sencillo como con Python y Blender

PYTHON 3D

Blender es la gran esperanza del software libre en cuestiones de grficos 3D. Software privado en sus inicios,

este competidor de 3D Studio decidi cambiar su licencia para ser software libre y escogi Python como

lenguaje de script! POR JOS MARA RUZ

01 import Blender

02 from Blender import Curve,

Object, Scene, Text3d

03 txt = Text3d.New(MiTexto)

04 scn = Scene.GetCurrent()

05 ob = scn.objects.new(txt)

06 ob.makeDisplayList()

07 txt.setText(Linux Magazineen Blender!)

08 Window.RedrawAll()

Listado 1: Nuestro holamundo

Botn Derecho Seleccionar objeto

Rueda Acercarse o alejarse de escena

May + Rueda Desplazar escena arriba/abajo

Control + Rueda Desplazar escena izquierda/

derecha

Control + Botn Izquierdo Seleccionar todos los objetosdel rea creada

Control + Botn Derecho Mover objeto usando

cuadrcula (a saltos)

Tabla 1: Combinaciones


2/5

Python y Blender DESARROLLO

51Nmero 35W W W . L I NUX- M A GA Z I NE . E S

serie de objetos posicionados en tres

dimensiones. En estos objetos estn

incluidos la cmara que nos muestra lo

que veremos de la escena, as como

luces que la iluminan. Sin luces no se

vera nada, como en la realidad. Pordefecto se arranca con una escena en la

que la cmara y una nica luz aparecen

siempre en una posicin estndar. De

hecho, cuando generemos un objeto

aparecer, si no indicamos lo contrario,

en el centro de la escena.

En nuestro cdigo arranca creando

un objeto de tipo Text3d, que generar

un texto tridimensional con ancho, alto

y profundidad. El objeto creado existe,

porque lo hemos creado, pero no ser

visible hasta que lo vinculemos a una

escena. Por eso el siguiente paso con-

siste en extraer la escena actual, la que

estamos viendo en ese momento,

mediante la funcin

Scene.GetCurrent() . El objeto devuelto

contiene toda la informacin que des-

cribe la escena actual y adems incor-

pora mtodos que nos permitirn mani-

pularla. En nuestro caso slo queremos

una cosa: aadir el texto que hemos

creado a la escena. El mtodo

objects.new() nos permitir hacerlo y

nos devolver un nuevo objeto. La

clase Text3d genera un texto tridimen-

sional llamado Mesh, pero desde el

punto de vista de la escena todo lo que

hay son objetos con una serie de coor-

denadas. El objeto devuelto al aadir el

texto a al escena envuelve a nuestro

texto para que, por ejemplo, podamos

manipular sus coordenadas. Por el

momento nos conformaremos con las

coordenadas por defecto.

Cdigo Python en BlenderMuy bien, ya sabemos qu aspecto ten-

dr el cdigo, pero cmo lo cargamos?

Para Blender una animacin o escena

01 import Blender

02 from Blender import Scene,

Object, Mesh, Mathutils,

Material, Camera, Lamp, World

03 import random

04 import math

05 from random import *

06

07 escena = Scene.getCurrent()

08 camara = []

09 lampara = []

10

11 for objeto in escena.objects:12 print objeto

13 if (objeto.getType() ==

Camera):

14 camara = objeto

15 if (objeto.getType() ==

Lamp):

16 lampara = objeto

17

18 # tenemos la cmara

19 # la ponemos en un sitio til

20 camara.setLocation(18,-6,24)

21 lampara.setLocation(18,-6,26)

2223 def nuevo_color (r,g,b):

24 c = Material.New()

25 c.rgbCol=

[(r*1.0)/255,(g*1.0)/255,(b*1.

0)/255]

26 c.setAlpha(1.0)

27 c.setRef(0.8)

28 c.setSpec(0.8)

29

30 return c

31

32 colores = []

33 colores.append(nuevo_color(24,

103, 122))

34colores.append(nuevo_color(185

, 228, 240))

35

colores.append(nuevo_color(116

, 173, 17))

36


, 48, 47))

37


, 226, 45))

38

39 contador = 040

41 def cubo (x,y):

42 global contador

43

44 cajaMesh =

Mesh.Primitives.Cube(.5)

45 cajaMesh.materials =

[colores[randint(0,len(colores

)-1)]]

46

47 caja =

escena.objects.new(cajaMesh,

Cube + str(contador))

48 contador += 1

49 caja.setLocation(x, y,randint(0,20))

50 caja.setSize(2, 2,

randint(2,5))

51

52 coords = [(x,y) for x in range

(0,10) for y in range(0,10)]

53

54 for coord in coords:

55 cubo(coord[0],coord[1])

56

57 #Mostramos los nuevos

elementos por pantalla

58 Blender.Redraw()

Listado 2: Un Mundo de Cajas

Figura 1: Men de pantallas.


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der. El cuadrado negro con una cruz en

su interior sera la cmara, el crculo en

blanco con las tres flechas de colores

(las 3 coordenadas x,y,z) sera la lm-

para, y por ltimo tenemos nuestro

texto.

Todos los programas de diseo 3D

son complicados de manejar. Hay que

realizar muchas acciones con slo un

ratn y un teclado. En particular nos

interesa saber cmo podemos mover y

rotar los objetos y tambin cmo des-plazarnos por el escenario. La Tabla [1]

nos muestra todas las combinaciones

que necesitamos, que junto a algo de

paciencia nos permitir obtener las

mejores imgenes.

Pero cmo se sacan las imgenes?

Pues es necesario renderizarlas, ya que

el ordenador realiza los clculos para

saber qu debe mostrar. Renderizar es

el paso ms sencillo de todos, basta con

pulsar la tecla F12, pero es el ms com-

plicado para el ordenador. Depen-

diendo de la escena puede tardar

segundos o das! El resultado final ser

el mostrado por la Figura 5.

Renderizando Algo msComplejoEl modo de trabajo con Blender es el

siguiente. Primero planteamos un esce-

nario en el que dispondremos los obje-

tos que necesitemos para nuestra

escena. Una vez tengamos los objetos

situaremos luces que emitirn de dis-

tinta forma dependiendo de su tipo, y

slo nos queda colocar la cmara en el

punto desde el que queremos rodar.

Nuestro programa situar en una

escena una cantidad de cubos, o cajo-

nes, de distintos tamaos y colores. De

esta forma aprenderemos lo ms bsico

de Blender y podremos seguir todo el

proceso hasta la creacin de una ima-

gen renderizada.

Ahora renderizaremos una escena

ms complicada, vase el Listado [2].

Para ello rellenaremos un rea del espa-

cio con cajas de distintos altos y colo-

res. Pero esta ltima accin es ms

complicada de lo que pudiese pareceren un primer momento. Colorear como

si fuese un programa de dibujo es

imposible en los programas como Blen-

der, puesto que al existir distintas

luces, el color de un objeto depende de

sus caractersticas. Un objeto puede

dejar pasar la luz, por ejemplo pense-

mos en un cristal, o puede oponerse a

que pase. Tambin puede absorber una

se compone de una serie de fuentes.

Podemos verlas en la Figura [1] al pul-

sar sobre el men desplegable que se

encuentra junto a Help.

Hay 5 tipos diferentes de fuentes,

pero el que nos interesa a nosotros es el

quinto: Scripting. Una vez pulsemos

en l, en la ventana aparecer un editor

de texto como el que vemos en la

Figura [2]. No nos debemos dejar enga-

ar por su austeridad, posee un men

en la parte inferior que nos permitiractivar el coloreado de cdigo fuente y

seleccionar distintas opciones sobre

cmo se ha de mostrar el texto.

A pesar de ello, veo mucho ms

cmodo trabajar en un fichero externo

e irlo recargando cuando queramos

verlo en accin. Casi todas las opciones

de trabajo (cargar un fichero, guardarlo

) tienen combinaciones de teclas que

nos permitirn trabajar sin emplear el

ratn, lo que es de agradecer. Podemos

cargar en este momento el cdigo del

Listado [1] o escribirlo directamente(opcin para valientes). Y ahora qu

hacemos?

Podemos ejecutar el cdigo, o bien

seleccionar en el men inferior File-

>Run Python Script o, mi opcin pre-

ferida, pulsar Alt-p Y si falla el script?

Lo mejor es ejecutar Blender desde un

terminal. De esta forma nos mostrar la

salida del intrprete de Python en l y

podremos comprobar si todo ha ido bien

(ver Figura 3). Una vez ejecutado nues-

tro programa aparecer una escena pare-

cida a la que se muestra en la Figura 4.

En ella podemos ver los elementos

ms importantes de una escena Blen-


Figura 2: Editor Python.

Figura 3: Salida por terminal.


4/5

cantidad de luz y puede devolver el

resto. Un espejo apenas absorbe luz y

como resultado la devuelve al exterior.

As que un objeto tiene un color, una

transparencia, una capacidad de obser-

var luz y una capacidad de reflejar luz.Todo esto es necesario para que Blen-

der decida con qu color mostrar un

objeto.

MaterialesLa funcin nuevo_color() aisla todo el

cdigo de generacin de materiales. Los

materiales se crean mediante el mtodo

New() de la clase Material. Lo cierto es

que no es muy ortodoxo, por lo que

debera haber una clase Material con la

que poder generar un objeto directa-

mente, aunque en Blender no es as,

sino que es necesario usar New(). El

objeto devuelto es el que representa el

material de un objeto. Curiosamente, el

color del material se selecciona asig-

nando el color directamente a la variable

rgbCol. Aqu hay que tener cuidado.

Recuerdo que pas un buen rato hasta

adivinar por qu todos mis objetos eran

blancos: los colores se pasan como tri-

pletas de valores entre 0 y 1. No se

puede pasar un color en valores entre 0

y 255, como normalmente se hace. Si sepasan de este modo Blender entender

que el valor ser 1. Por eso, cuando paso

el color a caja realizo la conversin apli-

cando un pequeo truco. No podemos

operar con un entero, 3, y un flotante ,

5.3, Python se quejara. Esta es la razn

por la que multiplico el nmero que me

dan, que es entero, por 1.0, de forma

que Python lo convierta en flotante.

Ya tenemos un material con color,

ahora necesitamos asignar valores de

transparencia, con setAlpha() , de

reflexin , con setRef(), y de specula-

rity , setSpec() (para este ltimo tr-

mino no hay una traduccin sencilla

al castellano, se refiere a la capaci-

dad de actuar como espejo). Todos

estos parmetros se seleccionan

empleando un nmero entre 0 y 1. Si

queremos que los objetos aparezcan

lustrosos necesitamos que devuelvan

mucha luz, por lo que los valoressern altos. El canal Alpha, que es

quien proporciona la transparencia,

se considera abierto, deja que pase

toda la luz, para un valor de 0.

Almacenaremos los distintos mate-

riales que creemos en una lista. El

objetivo es poder seleccionar fcil-

mente materiales al azar cuando

creemos las cajas, de forma que la

imagen muestra cajas de distintos

colores.

Las CajasTenemos dos posibilidades a este res-

pecto. Podemos hacer uso de las fun-

ciones que Blender posee y que permi-

ten generar cubos con una sola lla-

mada, o podemos crear las cajas emple-

ando las funciones ms bsicas de

Blender para s entender mejor cmo se

crean los objetos. Comencemos por la

va fcil. Vamos a crear cajas usando lafuncin Mesh.Primitives.Cube() sin pre-

ocuparnos mucho de qu es un Mesh ,

que veremos en otro artculo.

El cdigo de generacin de las cajas

lo hemos aislado, nuevamente, en una

funcin a la que damos el original nom-

bre de cubo. A esta funcin le pasare-

mos dos parmetros, la posicin x e y

de la caja. La tercera coordenada, z,

nos la quedamos nosotros, porque la

variaremos para cada caja que genere-

mos.

Aunque hemos dicho que ya veremoslo que es un Mesh en accin, ahora

necesitamos saber lo que es. Un Mesh

es un conjunto de vrtices, caras que

forman estos vrtices y propiedades de

estas caras. Un Mesh es informacin

abstracta de un objeto. Puedo decir que

una rueda mide tantos centmetros de

radio sin que ello afecte, en un primer

momento, a su situacin en el mundo.

Podemos ver los Mesh como almacenes

de informacin especfica y nica de un

objeto. Por ello, cuando generamos el

cubo lo hacemos con la funcin

Mesh.Pr imit ives.Cube() de la librera

Mesh. Hay muchas otras primitivas,

Python y Blender DESARROLLO

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Figura 4: Renderizado del texto.

Figura 5: Linux Magazine en Blender.


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Cmara y Accin!Y de dnde sacamos la cmara y la

lmpara? Obtendremos ventaja del

hecho de que Blender, por defecto,

siempre nos presenta la misma

escena cuando lo arrancamos. Sabe-

mos que hay un cubo (que no nos

interesa), una lmpara y una cmara.

Antes de la funcin nuevo_color()

hay un cdigo que localiza tanto lacmara como la lmpara. Para ello

invocamos el mtodo getCurrent() de

Scene.

Blender entiende que hay varias

escenas posibles en nuestro diseo,

de hecho, incluso hay varios mundos

posibles para que podamos reutilizar

nuestro trabajo. Podemos pensar en

varios diseos para un mismo tra-

bajo, en los cuales compartimos el

mismo escenario, con la misma

cmara o iluminacin, incluso es

posible compartir el valor de la gra-vedad! Blender viene con un motor

fsico para ello.

Ya tenemos nuestro escenario, el

que por defecto abre Blender. Los

objetos de un escenario son de distin-

tos tipos: cmaras, armaduras (perso-

najes), curvas, lmparas, Podemos

verlos todos en la documentacin del

mtodo getType(), en el Recurso [3].

Y es esta funcin la que nos va a

decir de qu tipo es un objeto. Si

sabemos que slo habr una lmpara

y una cmara, con recorrer los obje-

tos y localizar los que se correspon-

dan con estos tipos nos basta. Una

vez que tengamos ambas slo tene-

mos que darles una posicin, como

hicimos con las cajas.

Cuando ejecutemos el cdigo se

generar la escena, y al pulsar F12 el

resultado ser el que aparece en la

Figura 6.

Conclusin

El empleo de Python como lenguajescript en Blender abre un enorme

mundo de posibilidades. Slo hemos

araado las puertas de este mundo,

que exploraremos en otros artculos.

De hecho, nicamente hemos visto lo

ms simple: poner objetos en un

escenario. Pero Blender es much-

simo ms que eso: podemos realizar

animaciones con comportamiento

fsico realista o personajes con mus-

culatura. Son ya cientos los scripts

Python que hay colgados en la web

de Blender, ver Recurso [1], y quepodemos estudiar para aprender a

crear las imgenes ms sorprenden-

tes y vistosas. I

como por ejemplo Cylinderpara cilin-

dros.

Con los datos del Mesh en un

objeto y almacenados pasamos a

asignar los materiales que componen

ese Mesh . Al ser varios, se pasancomo una lista. En nuestro caso slo

pasaremos un material por Mesh ,

pero queremos que las cajas sean

diferentes, por lo que usamos la fun-

cin randint() de la librera random,

que nos permite conseguir un

nmero entero aleatorio dentro del

rango que le pasemos como parme-

tro. Emplearemos ese nmero para

seleccionar un material al azar de la

lista que creamos en el apartado

anterior.

Ya tenemos nuestro Mesh definido,

ahora hay que posicionarlo en el

espacio del escenario. Para ello invo-

camos la funcin objects.new() del

objeto escena. Para la escena, todos

los elementos son objetos con una

serie de parmetros comunes, como

ya vimos antes. Ahora nuestro objeto

ya existe en el mundo real de Blen-

der. Pero an as hay que situarlo,

por defecto aparecer en la coorde-

nada (0,0,0), y darle un tamao. Los

mtodos setLocation y setSize() seencargan de ello. Como queremos

que las cajas se siten en posiciones

ms o menos aleatorias, volvemos a

recurrir a la funcin randint() para

dar la altura a la que situamos el

objeto y su propia altura. Situaremos

los objetos a diferentes alturas, s,

pero dentro de una cuadrcula. Cada

objeto medir 2 de ancho por 2 de

largo, y se irn situando en posicio-

nes conocidas en los ejes x e y.

Necesitamos posicionar los objetos

como si estuviesen en un tablero,para que no se aplasten unos a otros.

La manera que he escogido es crear

una lista de coordenadas usando una

lista de compresin. Esta lista, alma-

cenada en la variable coords, guar-

dar tuplas con las posiciones x e y

de cada objeto dentro de la cuadr-

cula que va desde la posicin (0,0)

hasta la posicin (20,20). Con un

bucle for recorreremos la lista cre-

ando las cajas en las posiciones indi-

cadas formando un tablero perfecto.

Ya tenemos todos los elementos en

su sitio o no? Nos faltan las luces y

la cmara!


54 Nmero 35 W W W . L I NUX- M A GA Z I NE . E S

DESARROLLO Python

RECURSOS

[1] Pgina de inicio de Blender: http://

www.blender.org

[2] Informacin general sobre el intr-

prete Python de Blender: http://www.

blender.org/education-help/python/

[3] La clase Object de Blender: http://

www.blender.org/documentation/244PythonDoc/Object.Object-class.

html

Figura 6: Renderizado de escena final.

nunca el 3d fue tan sencillo como con python y blender

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