Blender 3D建模实例教程1 3D和Blender用户界面简介

欢迎来到精彩的 3D 图形世界！本书的这一部分将帮助您快速入门，了解一些术语和 3D 工作的基础知识。我们将尽量简短地讲解这些枯燥的内容，以便您能够立即开始使用 Blender 4.*创建精彩的 3D 项目！

首先，我们将了解 3D 场景的基础知识。我们将学习3D坐标系如何使用三维轴，以及如何通过变换操作3D对象。我们将解答一些基本问题，例如：什么是对象？什么是多边形？什么是拓扑？什么是材质和纹理？透视视图和正交视图之间有什么区别？这些问题的答案是使用任何3D软件的关键。

在介绍一些3D基础知识后，我们将学习Blender的具体功能。我们将介绍如何安装软件以及如何下载本书的源文件。我们将了解Blender 4.*的用户界面。然后，我们将学习基本的3D导航控件，包括旋转、缩放和平移。我们还将学习如何有效地使用Blender的热键。在本章末尾，我们将概述本书中的项目。

本章将涵盖以下主题：

3D 工作流程概述
Blender 4.* 的用户界面
基本 3D 导航控件
本书项目简介

1.1 3D工作流程概述

如果您是第一次使用 3D 软件，您会发现本节的讲解非常有帮助。但是，如果您已经熟悉 3D 术语和 3D 场景的构成，那么您可以直接跳到本章的下一部分。
您即将学习的一些术语乍一看可能有点难以理解，但别担心——我们用“几何”之类的词来描述 3D 模型，您不必精通数学。幸运的是，软件会帮我们完成所有复杂的数学运算，让我们可以安心地进行艺术创作，而无需担心这些。

1.1.1 3D 坐标系

所有 3D 软件都使用笛卡尔坐标系，该坐标系由三个三维轴组成：X 轴（红色）、Y 轴（绿色）和 Z 轴（蓝色）。该坐标系的确切单位大小是任意的，并且因软件包而异，但许多软件包将网格上的一个单位设置为现实世界中的 1 米。

有一种特殊的 3D 软件称为计算机辅助设计 (CAD)。它用于工程设计，并且与实际单位更加接近，但出于本书的目的，我们不会讨论 CAD 软件。

利用这三个轴，我们可以使用变换来定义对象在 3D 空间中的位置。
变换有三种类型：

位置变换：（有时也称为平移）决定对象的位置。
旋转变换：决定对象的方向。
缩放变换：决定对象的大小。
现在我们了解了坐标系，接下来让我们看看场景中将出现的 3D 对象。

1.1.2 3D 对象

对象是出现在 3D 场景中的物体。所有对象都具有变换，用于定义它们在 3D 空间中的位置、旋转和缩放。3D 场景中存在几种类型的对象：

网格（Mesh）

网格是 3D 中最常见的对象类型；我们制作的几乎所有东西都是网格。网格是由组件（有时称为网格的几何体）组成的 3D 对象。这些组件用于构成几何多边形。多边形是构成模型可见表面的多边形状。使用这种方法创建 3D 模型称为多边形建模。

空对象（Empty）：

空对象是指没有任何组件附加的对象。一些软件包将这些对象称为空对象或定位器。这些对象在高级工作流程中非常有用，用于定义和跟踪 3D 空间中的精确位置。由于空对象具有变换，它会像所有其他对象一样出现在 3D 场景中，但由于它没有组件，所以在最终结果中不可见。

光源（Light）

光源是一种将光线投射到场景中的对象。就像在现实世界中一样，没有光源就什么也看不见。如果 3D 场景中没有光源，你看到的就只有黑色。大多数 3D 软件默认在场景中内置光源，以便你能够看到正在执行的操作。通常，这些默认光源是一种环境光或环境光源，它们照亮场景，而不一定来自场景中的特定点。

相机（Camera）
相机是一种用于从 3D 场景创建最终图像的工具。我们可以像在现实生活中使用相机一样使用 3D 相机：定位、对准拍摄对象，然后拍摄照片。我们用 3D 相机拍摄的照片称为渲染。渲染会创建高质量的场景图像。高质量的渲染比普通的视口预览场景需要更长的处理时间，因此我们通常要等到场景创建完成后才进行渲染。

现在我们已经了解了什么是对象，接下来让我们仔细看看最重要的对象类型：网格。我们需要了解网格的各个组件是如何组合在一起创建 3D 模型的。

1.1.3 网格的组件

我们在多边形建模中使用三个基本组成部分：

顶点（vertex）：最基本的几何体是顶点（复数形式为vertices）。顶点是3D空间中的一个点。它没有大小和方向；它只在网格对象中有一个位置。单靠顶点无法实现太多功能，因此我们需要边。
边（Edges）：这些是顶点之间绘制的直线，类似于连点游戏。在多边形建模中，连接两点的边始终是笔直的。
面（Faces）：多边形的可见部分。面是通过填充三条或更多条边之间的空间来创建的。

下图展示了3D模型的顶点、边和面：

多边形可以有任意数量的边；三条边组成三角形（tri），而四条边组成四边形（quad）。对于边数超过四的多边形，有很多奇特的名称，例如五边形、六边形等等。但在 3D 建模领域，任何边数超过四的多边形都简称为 n 边形。下图展示了一些你会遇到的基本多边形：

这些组件的连接方式被称为拓扑，本书稍后将深入探讨这一主题。创建具有良好拓扑结构的网格有许多最佳实践和规则。拓扑的最基本规则是：四边形是最佳的多边形类型，三角形应谨慎使用，并且应完全避免使用n边形。不遵循良好拓扑规则的模型通常会在最终结果中出现问题。拓扑是一个非常庞大且高级的课题，因此本章将不再赘述。

1.1.4 材质和纹理

我们可以使用材质和纹理的混合为3D模型添加颜色。材质用于确定光线与物体表面相互作用时的行为。它看起来像玻璃、金属还是皮肤？纹理是包裹在3D模型上的2D图像，有点像糖果包装纸。为了使纹理与模型对齐，我们必须先展开模型。展开后会得到模型的二维表示，称为 UV贴图（或 UV 贴图）。下图中展示了一个示例：

获得 UV 贴图后，我们就可以绘制一张纹理，并将其重新包裹到模型上，如下所示：

它们被称为 UV，因为所有部分都有 U 坐标和 V 坐标，用于确定它们在 2D 空间中的位置（非常类似于在 2D 图形上绘制数据）。由于我们已经使用 X、Y 和 Z 作为三维坐标轴，因此我们的二维坐标轴标记为 U 和 V。我们将在后续章节中详细介绍 UV、材质和纹理。

1.1.5透视视图与正交视图

3D 场景可以在透视模式或正交模式下显示。在透视模式下，物体会以消失点绘制。随着物体离我们越来越远，它们看起来会越来越小，这与现实生活中的物体看起来的样子一致。然而，在正交模式下，无论物体离我们多远，它们的大小都保持不变。在正交模式下，所有物体看起来都是平坦且紧密的。这对于制作蓝图或建筑渲染图很有用，但通常我们会将视图保持在透视模式下，因为它看起来更自然：

好了，这就是你的 3D 初体验！我们在短时间内讲解了很多新概念，但一旦你花了一些时间在 3D 项目上，它们就会成为你的第二天性。接下来，我们将了解 Blender 的用户界面。

1.2 Blender 的用户界面

1.2.1 Blender UI的历史

Blender的用户界面（UI）在过去备受争议。老版本的Blender要求用户记住几十个快捷键才能完成哪怕是最基本的任务，这意味着很多用户觉得它很难上手。然而，那都是Blender 2.49的时代了。Blender更新到2.50版本后，UI进行了首次重大改版，增加了许多新功能、更多按钮，并带来了更简洁的用户体验。
Blender 每次发布都会将版本号递增 0.01，这意味着 2.80 比 2.50 新 30 个版本——这可是个好多版本啊！虽然很多版本只是添加了小功能和修复了一些错误，但 2.80 版本对 2.79 版本的全面改进，就如同 2.50 版本对 2.49 版本的全面改进一样。

最初的 Blender 包含了 3D 建模套件的大部分基本功能：3D 建模、绑定、动画以及其内置的“Blender Render”渲染引擎。该软件的早期版本因缺少撤销等功能而臭名昭著，并且会警告用户如果在退出程序时未先保存，数据可能会丢失。

其亮白色的用户界面、水平按钮、过多的标签页以及奇怪的配色方案受到了许多用户的批评，但尽管如此，它还是促成了一些令人惊叹的开放电影项目，例如“大象之梦”和“大雄兔”：

Blender 2.50 发布后，用户界面根据用户反馈进行了彻底的改动。开放电影“Sintel”与新版本的开发同步进行，以确保其包含动画制作所需的所有功能。2.5 系列版本继续引入了一系列令人惊叹的功能，例如光线追踪渲染引擎 Cycles；bMesh 建模系统（该系统全面改进了所有建模工具并允许用户使用 n 边形）；全新的动态拓扑雕刻工具；等等。

它迅速发展成为一款强大的建模套件，并随着软件的发展而逐渐普及，终于，2.8 系列问世了。这个备受期待的版本历经三年多的开发，彻底革新了许多开始显露出老态的底层系统。最终，它带来了稳定、快速、可定制且用户友好的体验，并提供了您在建模套件中期望的所有现代功能：

现在是学习 Blender 的绝佳时机！Blender 2.8 系列版本对软件进行了多项重大改进，其中包括：用户界面也进行了多项更新，使其比以往任何时候都更加人性化！我们尤其注重让新用户（也就是你！）更容易上手。

3.x 系列在 2.8x 的基础上进行了深度优化，重点放在了性能提升和核心功能的增强上。Blender 4.x 版本开始，软件进入了另一个深度优化和功能革新的阶段。

参考资料

软件测试精品书籍文档下载持续更新 https://github.com/china-testing/python-testing-examples 请点赞，谢谢！
本文涉及的python测试开发库谢谢点赞！ https://github.com/china-testing/python_cn_resouce
python精品书籍下载 https://github.com/china-testing/python_cn_resouce/blob/main/python_good_books.md
Linux精品书籍下载 https://www.cnblogs.com/testing-/p/17438558.html
python八字排盘 https://github.com/china-testing/bazi
联系方式：钉ding或V信: pythontesting

1.2.2 Blender 4.5.2 的用户界面

首次启动 Blender 时，您将看到启动画面。此画面会显示您使用的 Blender 版本。它会显示一幅使用 Blender 制作的艺术作品，并允许您打开最近处理过的项目文件，并可以修改语言为简体中文，选择鼠标左键或右键来选择对象。

在了解了三维工作流程之后，您将学习如何从三维视口开始浏览Blender。

Blender 的用户界面高度可定制。默认情况下，它分为六个不同的区域，如下图所示，突出显示并编号：

用户界面中心的四个最大区域称为编辑器。每个编辑器都为我们提供了一种可视化 3D 项目的特定方式。编辑器有很多种类型，但默认工作区中打开的编辑器有以下四种：

3D 视口：3D 视口是我们大部分时间都会用到的地方。它是我们观察 3D 场景的窗口。几乎所有的 3D 建模工作都在这里完成。
大纲视图：大纲视图列出了项目中的所有对象，并帮助我们组织场景。
属性：属性面板包含渲染设置，并允许我们为 3D 模型添加高级修改器、约束、粒子、物理和材质。
时间轴：时间轴在我们开始制作动画时非常有用。它可以跟踪播放选项和关键帧。Blender 2.8 新增了两个重要的用户界面部分：顶部栏和状态栏。这些区域中显示的大部分数据并非 Blender 2.8 的新特性；它只是被重新组织到以下两个栏目中，以便始终可见：
顶部栏：顶部栏位于用户界面的最顶部。Blender 的标志位于左上角。点击它可以重新打开启动画面。顶部栏包含大多数软件中常见的菜单选项，例如“文件”、“编辑”等等。顶部栏最令人兴奋的功能是新的工作区预设，例如“布局”、“建模”、“雕刻”等等。这些选项卡允许我们快速重新排列 UI，以适应不同的工作流程。
状态栏：状态栏位于用户界面的最底部。它包含实用的热键提醒、工具选项、多边形数量以及其他有关当前文件的有用信息。请经常查看此处，了解工具的工作原理。

1.3 基本 3D 导航控件

在任何 3D 软件中，您需要学习的第一件事就是如何导航 3D 视口。
在 Blender 中，X 轴表示宽度，Y 轴表示深度，Z 轴表示高度。所有 3D 应用程序都使用相同的颜色来表示这些轴：红色表示 X，绿色表示 Y，蓝色表示 Z。
在 3D 软件中，X 轴始终表示宽度。但是，某些软件（例如 Unity 和 Maya）会反转其他两个轴，以便 Y 轴表示高度，Z 轴表示深度。
在任何 3D 软件中，您大部分时间都会花在 3D 视口上，Blender 也不例外。我们需要一个三键鼠标才能正确导航 3D 视口（按下滚轮可用作鼠标中键）。鼠标中键 (MMB) 用于三个基本导航控制：

旋转（有时称为“环绕”）：单击并按住 MMB 并拖动鼠标即可旋转视图。
缩放（有时称为“推拉”）：使用滚轮滚动即可放大和缩小。如果您需要更精确的操作，可以按住 Control 键（缩写为 Ctrl），然后单击并按住 MMB 并拖动即可放大和缩小。
平移（有时称为“滑动”或“移动”）：按住 Shift 键，然后单击并按住 MMB 并拖动即可平移视图。

如果您忘记了这些控制，可以随时查看屏幕底部的状态栏。在那里，您会看到这些热键的提醒。或者，在 Blender 2.8 中，3D 视口的右上角有一个新的导航小工具。如果您使用 Blender 搭配绘图板或其他带有触控笔（而非鼠标）的设备，这个小工具会特别有用：

在 3D 空间中导航可能需要一些时间来适应，但练习这些控件至关重要。每个 3D 项目都需要您不断组合使用旋转、缩放和平移等控件。

1.4 本书项目简介

本书提供了各种各样的项目，总有一款适合您：你将从为维京头盔添加角开始。然后，你将更上一层楼，建造一台时光机。之后，你将使用 EEVEE 基于物理的渲染 (PBR) 引擎建模和渲染一个现代厨房，体验建筑的魅力。接下来，你将使用 Blender 全新的 Grease Pencil 工具探索 2D 角色设计技巧。你将通过创建自由形式的超现实变形动画来练习 2D 动画，通过制作有趣的 2D 动画短片来学习高级 Grease Pencil 动画技巧，最后，你将通过创建一只小龙，重返奇幻世界。建议您按顺序阅读这些章节，但如果您觉得后面的项目更有趣，也可以尝试跳过。以下是按顺序排列的项目：

维京头盔：在这个项目中，您将直接使用 Blender并体验 3D 工作流程。您将从一个包含维京主题物品的场景开始，其中包括一个尚未完全完成的头盔。您将在头盔上添加鼻托、铆钉和角，然后将头盔戴在训练假人的头上，以完成整个场景。
时光机：这次您将从零开始，构建一台时光机。您将学习建模工具、创建新对象、修改器堆栈以及修复 3D 网格中的着色问题。
现代厨房：通过这个项目，你将学习如何使用预制部件组装场景，创建自定义材质和灯光，并在新的 EEVEE 渲染引擎中将一个单调的灰色场景变成一个完整渲染的华丽最终镜头。
使用 Grease Pencil 绘制外星英雄：你将使用强大的全新 Grease Pencil 工具设计角色，并学习如何在 3D 场景中绘制 2D 图像。
2D 超现实变形动画：这将是你第一次接触动画，你不需要拥有出色的绘画技巧。你将学习 Blender 的 Grease Pencil 工具中的帧和材质。制作时尚短片动画：将你的 2D 技能提升到一个新的水平，你将学习如何从头到尾制作一部动画短片。
小飞龙：这是本书中最大的项目之一，但别被它吓到——你将从3D制作过程中最具艺术感和乐趣的部分之一开始：雕刻！最终，你将拥有一个可用于动画和电子游戏的成品角色。

现在我们已经了解了本书将涵盖哪些项目，让我们来看看如何获取这些项目的起始文件。

1.4.1 设置源文件

本书附带项目文件，你可以使用它们来学习每一章。这些源文件中包含多种文件格式。Blender项目带有.blend 后缀。.blend 文件存储对象、材质、集合、脚本等数据。基本上，你的整个项目都存储在这个文件中。不过，图像文件除外。可以将图像存储在 .blend 文件中，但图像文件会占用大量计算机空间，因此这会使每个项目文件变得非常庞大。
默认情况下，Blender 使用相对文件路径保存项目，这意味着只要您不将 .blend 文件或链接的纹理文件移出其相应的文件夹，Blender 就会知道文件的位置，并且在您打开项目时一切正常。

1.5 小结

在本章中，您学习了 3D 软件的工作原理，尤其是 Blender。您学习了三轴坐标系的基础知识，以及如何使用变换在 3D 场景中放置对象。您还大致了解了 Blender 的用户界面，并查看了本书将涵盖的项目列表。
这些概念将成为您 3D 知识的基础。Blender 拥有无限可能，每个人都能从中找到适合自己的！您可以建模、创建材质、绘制纹理、雕刻、渲染等等！要了解更多关于 Blender 的功能，请访问 Blender 网站上的功能页面：blender.org/features。
现在，您已经准备好开始您的第一个 3D 项目了！在下一章中，您将看到一个充满维京主题物体的小场景。您将学习如何在场景中定位物体，并对维京头盔进行一些编辑和添加。到时候见！