Как стать автором
Обновить
0
Рейтинг
Friflex
Мобильные приложения для миллионов пользователей🚀

Собираем генератор данных на Blender. Часть 4: Сборка проекта и рендеринг

Блог компании Friflex Python *Машинное обучение *Искусственный интеллект
Tutorial

Привет, Хабр! На связи Глеб, ML-разработчик Friflex. В предыдущих статьях мы научились работать с объектами, настраивать свет и камеры, редактировать материалы (aka. текстуры) через api. В заключительной части знакомства с Blender мы рассмотрим две темы: сборка проекта из разных файлов и запуск рендеринга через консоль. В Friflex мы используем Blender в работе над idChess (интеллектуальной платформой для распознавания и трансляции шахматных партий) и другими проектами по оцифровке спорта.

Содержание:

Структура файлов.blend

Прежде чем мы начнем,  давайте разберемся, как устроены проекты внутри. Предположим, что мы работаем со сценой, на которой находятся такие объекты:

Структура проекта
Структура проекта

Теперь сохраним этот проект. В результате мы получим файл с расширением «blend», с которым будем работать в дальше.

Это гифка. Чтобы посмотреть, нажмите на изображение
Это гифка. Чтобы посмотреть, нажмите на изображение

Теперь вернемся обратно в приложение и разберемся, как выглядит внутренняя структура файла, который мы только что создали. Для этого нам нужно открыть вкладку «Blender file» в блоке, который отображает список объектов.

Это гифка. Чтобы посмотреть, нажмите на изображение
Это гифка. Чтобы посмотреть, нажмите на изображение

Как видите, файл имеет четкую и понятную структуру: все элементы, которые мы используем в нашем проекте, сгруппированы по папкам. Например, в «Materials» лежат все текстуры, с которыми мы работали.

Вкладка «Blender file»
Вкладка «Blender file»

Дополнительно замечу, если мы хотим полностью удалить какой-то элемент из нашего проекта, то делать это нужно через вкладку «Blender file». Почему так? Попробуем удалить какой-нибудь объект со сцены.

Это гифка. Чтобы посмотреть, нажмите на изображение
Это гифка. Чтобы посмотреть, нажмите на изображение

Может показаться, что этот куб полностью удален и не занимает место в памяти нашего компьютера, но это не так… Давайте заглянем в папку «Mesh». Наш старый знакомый «Cube» все еще тут.

Вкладка «Blender file» с подсветкой куба
Вкладка «Blender file» с подсветкой куба

Схожая логика работает и с другими элементами, поэтому, если вы заметили, что ваш проект набрал вес, но при этом у вас на сцене практически ничего нет – загляните в «Blender file». Вас ждет приятный сюрприз)

Загрузка объектов из разных файлов

На данный момент у нас есть файл «project_42.blend» и понимание того, как он устроен. Теперь предположим, что мы создали новый проект, в котором есть конус, камера и источник света.

Структура нового проекта
Структура нового проекта

И теперь мы хотим загрузить на эту сцену куб из проекта «project_42.blend». Мы можем сделать это как через интерфейс приложения, так и через консоль. Рассмотрим оба подхода.

Загрузка через пользовательский интерфейс

Это гифка. Чтобы посмотреть, нажмите на изображение
Это гифка. Чтобы посмотреть, нажмите на изображение

Загрузка консоль

Чтобы воспользоваться этим подходом нам понадобится примерно такой код.

from pathlib import Path

def append(
        path: Path, 
        active_collection: bool = False,
        **kwargs
        ):
    bpy.ops.wm.append(
            filepath = str(path),
            directory = str(path.parent),
            filename = str(path.name),
            active_collection = active_collection
            )

Теперь загрузим куб на нашу сцену, но уже через консоль. Для этого используем функцию из предыдущего блока.

append(
    Path(‘./project_1.blend/Objects/Cube’)
)

Чтобы понять что к чему, рассмотрим параметры, которые принимает функция «bpy.ops.wm.append».

  1. filepath – полный путь до элемента, который мы хотим загрузить: «./project_42.blend/Objects/Cube».

  2. directory – путь до папки, в которой хранится элемент: «./project_42.blend/Objects».

  3. filename – название элемента: «Cube».

  4. active_collection – если True, то объект будет добавлен в активную коллекцию (выделенную через интерфейс), иначе в «Scene Collection».

В результате мы получили аналогичный результат: куб добавлен на сцену с конусом. Заметим, что помимо самого куба в проект подгружается материал, который к нему прикреплен. Подробнее про параметры функции «bpy.ops.wm.append» можно почитать в документации.

Структура нового проекта после добавления куба
Структура нового проекта после добавления куба

Рендеринг

На данный момент мы изучили все необходимое, чтобы подготовить сцену для генерации через API. Осталось только понять, как запустить рендеринг. Первым делом мы рассмотрим базовые настройки отрисовки, а в конце запустим генерацию через консоль.

Cycles и Eevee. Сравнение движков для рендеринга

В blender встроены два движка для рендеринга: eevee и cycles. Eevee – движок рендеринга в реальном времени. Но не стоит ждать от него высокого качества отрисовки. Eevee скорее подходит для предварительного просмотра сцены. Ниже привожу пример изображения, созданного с помощью этого движка.

Генерация шахмат на eevee
Генерация шахмат на eevee

Cycles же пытается как можно лучше соответствовать физике реального мира: вычисляет все световые лучи, отражения и т.д. За счет этого мы получаем фотореалистичный рендеринг. Однако за это качество мы платим временем.

Генерация шахмат на cycles
Генерация шахмат на cycles

Выбрать подходящий движок для рендеринга можно и через API. Ниже приведен пример кода.

render = bpy.context.scene.render
render.engine = 'CYCLES'

Если интересно более детально понять разницу между движками, то советую прочитать эту публикацию.

Resolution. Разрешение.

В статье про настройку камеры мы уже обсуждали настройку разрешения отрисованного изображения. Но, думаю, не будет лишним повторить это еще раз.

render = bpy.context.scene.render

# Меняем разрешение относительно осей x и y в пикселях
render.resolution_x = 1920
render.resolution_y = 1080

Samples. Качество изображения

Samples – свойство движка cycles – отвечает за качество конечного изображения. Чем выше значение этого параметра, тем больше вычислений физики будет произведено. В качестве примера прикрепляю два изображения с разными значениями samples: 5 и 500.

Samples 5
Samples 5
samples 500
samples 500

Заметим, что нет единственно верного значение samples. В первую очередь нужно ориентироваться на количество элементов. Чем больше элементов, тем более высокое значение параметра samples нужно, чтобы получить качественное изображение.

Установить значение samples можно через API.

bpy.context.scene.cycles.samples = 50

Transparent. Прозрачный фон

В blender есть возможность генерировать изображения с прозрачным задним фоном. Для этого нужно настроить два параметра: transparent и color_mode.

bpy.context.scene.render.film_transparent = True
bpy.context.scene.render.image_settings.color_mode = ‘RGBA’

Device. Запуск рендеринга на GPU

Последнее, но, вероятно, самое важное свойство – тип устройства вычисления. По умолчанию в качестве девайса используется CPU. Чтобы автоматически переключиться на GPU, можно использовать следующий код.

preferences = bpy.context.preferences
preferences.addons['cycles'].preferences.get_devices()
cycles = preferences.addons['cycles'].preferences
for compute_device_type in ('CUDA', 'OPENCL', 'NONE'):
try:
cycles.compute_device_type = compute_device_type             
break         
except TypeError:             
pass

Запуск рендеринга через консоль

Предположим, что у нас есть готовый скрипт «some_script.py», который собирает сцену: расставляет объекты, настраивает материалы и освещение и т.д. Теперь мы хотим запустить этот скрипт и после зарендерить готовую сцену. Для этого выполним следующую команду через консоль.

bash
${PATH_TO_BLENDER}/blender -b ${PATH_TO_SCENE} --python-expr "${PYTHON_EXPR}" -noaudio -E CYCLES -o ${OUTPUT_IMAGE_PATH} -F 'PNG' -f 1

Теперь разберем параметры, которые используем в этой команде.

  1. PATH_TO_BLENDER – путь до папки с файлами blender-а.

  2. PATH_TO_SCENE – путь до сцены, которую блендер должен подгрузить;

  3. PYTHON_EXPR – код, который будет выполнен после подгрузки сцены. С помощью этого выражения запускаем функции из своей python-скрипта: “import some_script;some_script.run()”.

  4. OUTPUT_IMAGE_PATH – путь, по которому будет сохранено изображение. Например, “./my_image_#”. На место # блендер автоматически поставит индекс кадра. Расширение будет добавлено автоматически.

  5. -E CYCLES. Используем движок Cycles для рендеринга.

  6. -f 1. Указываем, какое количество кадров из нашего проекта должен сгенерировать.

The end

Вы работали с blender и хотите обсудить прочитанное? Или поделиться своим опытом и знаниями, чтобы сделать статью более полной и полезной для новичков? Жду вас в комментариях!

Теги:
Хабы:
Всего голосов 2: ↑2 и ↓0 +2
Просмотры 1.1K
Комментарии 0
Комментарии Комментировать

Информация

Дата основания
Местоположение
Россия
Сайт
friflex.com
Численность
101–200 человек
Дата регистрации
Представитель
Friflex_dev