插件教程

目标读者

本篇教程旨在帮助技术型艺术家或者开发者学习如何扩展Blender。对于通读全文的读者,需要通晓Python的基础知识。

前提

阅读本教程前,用户需要…

  • 熟悉Blender中的基础功能。

  • 知道如何在Blender的文本编辑器中运行脚本。

  • 了解 Python 基元类型(整数、布尔值、字符串、列表、元组、字典和集合)。

  • 熟悉Python模块的概念。

  • 对Python中的类(面向对象)有基础认知。

学习本教程前建议阅读。

为了最好地解决Python在编写脚本时打印的任何错误消息,请从终端运行Blender。请参阅 使用终端

Tip

您可以在偏好设置中启用 开发选项 以启用使插件开发更容易的功能。

文档链接

在阅读教程时,用户可能需要查找参考文档。

  • Blender API概述:这份文件相当详细,但如果你想了解更多关于某个主题的信息,还是很有帮助的。

  • bpy.context API参考 — 可以方便地获得脚本可以调用的选项。

  • bpy.types.Operator — 下文的插件会定义操作,这些文档提供了更多操作的范例和细节。

何为插件?

插件是附加一些额外要求的Python模块,这样Blender可以列表形式显示有用信息。

下面的例子是一个最简单的插件:

  1. bl_info = {
  2. "name": "My Test Add-on",
  3. "blender": (2, 80, 0),
  4. "category": "Object",
  5. }
  6. def register():
  7. print("Hello World")
  8. def unregister():
  9. print("Goodbye World")

bl_info

一个字典,包含插件元数据如标题、版本和作者,这些信息会显示在用户设置的插件列表。它还指定了运行该脚本的最低版本要求;更老的版本无法在插件列表中显示该插件。

register

仅在启用插件时运行的函数,这意味着无需激活插件即可加载模块。

unregister

用于卸载 register 建立的数据的函数,在禁用插件时调用。

注意:该插件不会进行任何Blender相关操作(比如不会载入 blender_api:bpy 模块)。

这是一个刻意设计的插件示例,用于说明插件的基础要求其实很简单。

插件通常会注册操作、面板、菜单选项等,不过这没有多大价值,从文本编辑器,甚至交互控制台执行的脚本也可以做到 — 插件与Blender的结合方式并没有本质上的不同,这些功能都是 blender_api:bpy 模块提供的,任何脚本都可以访问。

所以,插件仅仅是一种封装Python模块的方法,以方便用户使用。

Note

在文本编辑器运行这个脚本不会有任何输出,必须通过用户设置安装该脚本才能看到输出。启用和禁用时均会打印提示信息。

第一个插件

上文中的最简插件除举例外别无它用。下面的插件也很简单,不过演示了如何使用一个 Operator 将脚本集成到Blender,Operator 是用于定义可从菜单、按钮和快捷键访问的工具的特有方法。

首先,写一个移动场景内所有物体的脚本。

写脚本

在文本编辑器添加下面的脚本:

  1. import bpy
  2. scene = bpy.context.scene
  3. for obj in scene.objects:
  4. obj.location.x += 1.0

按下 运行脚本按钮,活动场景内的所有物体均会移动1个Blender单位。

写插件 (简易)

这个插件使用了上面的脚本,并将其添加到一个operator的 execute() 函数中:

  1. bl_info = {
  2. "name": "Move X Axis",
  3. "blender": (2, 80, 0),
  4. "category": "Object",
  5. }
  6. import bpy
  7. class ObjectMoveX(bpy.types.Operator):
  8. """My Object Moving Script""" # Use this as a tooltip for menu items and buttons.
  9. bl_idname = "object.move_x" # Unique identifier for buttons and menu items to reference.
  10. bl_label = "Move X by One" # Display name in the interface.
  11. bl_options = {'REGISTER', 'UNDO'} # Enable undo for the operator.
  12. def execute(self, context): # execute() is called when running the operator.
  13. # The original script
  14. scene = context.scene
  15. for obj in scene.objects:
  16. obj.location.x += 1.0
  17. return {'FINISHED'} # Lets Blender know the operator finished successfully.
  18. def menu_func(self, context):
  19. self.layout.operator(ObjectMoveX.bl_idname)
  20. def register():
  21. bpy.utils.register_class(ObjectMoveX)
  22. bpy.types.VIEW3D_MT_object.append(menu_func) # Adds the new operator to an existing menu.
  23. def unregister():
  24. bpy.utils.unregister_class(ObjectMoveX)
  25. # This allows you to run the script directly from Blender's Text editor
  26. # to test the add-on without having to install it.
  27. if __name__ == "__main__":
  28. register()

Note

bl_info 被分割成多行,这仅仅是一种编程风格,可以方便添加元素。

Note

这里传递给 execute() 的参数是 context.scene,而非 bpy.context.scene 。大多数情况下,两者是一致的。然而在一些情况下,传递给operators的是自定义context,所以脚本作者更愿意传递 context 参数至operator。

要测试这段脚本,你可以将其复制粘贴到Blender文本编辑器,并运行。这将直接执行脚本,并立即调用register函数。

不过,运行该脚本不能直接移动物体。你需要执行新注册的operator。

../../_images/advanced_scripting_addon-tutorial_operator-search-menu.png

运算符搜索菜单。

打开 运算符搜索 菜单并键入 “Move X by One”( bl_label ),然后键入 Return。

物体将与前文一样移动。

不要关闭文本编辑器,下一步安装需要用到

安装插件

在Blender文本编辑器写好插件后,你可能想要安装该插件,这样就可以在用户设置中启用启动时加载插件。

尽管上面的插件只是一个测试,但还是把这些步骤都走一遍,这样以后就知道该怎么做了。

要安装Blender文本编辑器里写的插件,首先需要存盘,注意遵守Python模块的命名限制,并以 .py 作为扩展名。

存盘之后,就可以跟从网上下载的插件一样安装了。

打开 偏好设置 ‣ 插件 ‣ 安装…,并选择该文件。

现在将列出该插件,您可以通过按复选框来启用它,如果您希望在重新启动时启用它,请按 另存为默认值 。该运算符的运行方式与 上一节 中所述的方式相同。

启用插件后,Blender 将执行代码并运行 register() 函数。禁用插件后,Blender则运行 unregister() 函数。

Note

插件的安装位置取决于你的Blender配置。安装插件时,控制台会提示插件的原始和目标路径。在Python控制台运行下面的脚本,也可以查找插件目标路径:

  1. import addon_utils
  2. print(addon_utils.paths())

更多这方面内容见: 目录布局

第二个插件

第二个插件是关于物体实例化 — 亦即 — 以与阵列修改器类似的方法生成物体的关联副本。

写脚本

和前面一样,我们从一段脚本开始,然后将其转化为插件:

  1. import bpy
  2. from bpy import context
  3. # Get the current scene
  4. scene = context.scene
  5. # Get the 3D cursor location
  6. cursor = scene.cursor.location
  7. # Get the active object (assume we have one)
  8. obj = context.active_object
  9. # Now make a copy of the object
  10. obj_new = obj.copy()
  11. # The new object has to be added to a collection in the scene
  12. scene.collection.objects.link(obj_new)
  13. # Now we can place the object
  14. obj_new.location = cursor

现在,把这段脚本复制到Blende文本编辑器,选择立方体并运行脚本。运行脚本前记得单击将3D游标移动一旁,副本物体将出现在游标位置。

运行过后,进入 编辑模式 修改立方体后 — 所有的副本会同时变化,这在Blender里称作 关联副本

下一步,把这段脚本加到循环里,在活动物体与游标之间生成物体阵列:

  1. import bpy
  2. from bpy import context
  3. scene = context.scene
  4. cursor = scene.cursor.location
  5. obj = context.active_object
  6. # Use a fixed value for now, eventually make this user adjustable
  7. total = 10
  8. # Add 'total' objects into the scene
  9. for i in range(total):
  10. obj_new = obj.copy()
  11. scene.collection.objects.link(obj_new)
  12. # Now place the object in between the cursor
  13. # and the active object based on 'i'
  14. factor = i / total
  15. obj_new.location = (obj.location * factor) + (cursor * (1.0 - factor))

将3D游标远离活动物体,运行脚本,查看结果。

在这段脚本里,对物体和游标位置做了一点数学运算,这是因为两者都是3D mathutils.Vector 实例,mathutils 模块提供了这个方便的类,并且允许向量与数值和矩阵做乘法运算。

如果你对这方面感兴趣的话,可以进一步阅读 mathutils.Vector — 这里有很多方便的工具函数如计算向量夹角、叉乘、点乘,mathutils.geometry 还提供了更高级的函数如 Bézier 样条曲线插值和射线-三角形相交。

现在我们专心将这段脚本编程插件,不过知道这个3D数学模块也是不错的,以后更高级的功能可能用到它。

写插件

首先将脚本转换为插件:

  1. bl_info = {
  2. "name": "Cursor Array",
  3. "blender": (2, 80, 0),
  4. "category": "Object",
  5. }
  6. import bpy
  7. class ObjectCursorArray(bpy.types.Operator):
  8. """Object Cursor Array"""
  9. bl_idname = "object.cursor_array"
  10. bl_label = "Cursor Array"
  11. bl_options = {'REGISTER', 'UNDO'}
  12. def execute(self, context):
  13. scene = context.scene
  14. cursor = scene.cursor.location
  15. obj = context.active_object
  16. total = 10
  17. for i in range(total):
  18. obj_new = obj.copy()
  19. scene.collection.objects.link(obj_new)
  20. factor = i / total
  21. obj_new.location = (obj.location * factor) + (cursor * (1.0 - factor))
  22. return {'FINISHED'}
  23. def register():
  24. bpy.utils.register_class(ObjectCursorArray)
  25. def unregister():
  26. bpy.utils.unregister_class(ObjectCursorArray)
  27. if __name__ == "__main__":
  28. register()

接下来的步骤上文已经介绍过了,不过你还是可以运行脚本,再考虑一下如何改进这插件的功能。

这个插件明显缺少两项功能 — 总数固定为10,从 搜索 访问该操作也不是很方便。

下文将讲解如何改进,并给出最终脚本代码。

操作属性

有多种属性类型可用于工具设置,常见的属性类型包括:整型、浮点型、矢量型、颜色、布尔型和字符串型。

这些属性与Python类的属性用法不同,因为Blender需要在界面显示、保存其键位映射设置,并保留设置供下次使用。

尽管这是相当Python化的方式,但是记住,实际上你定义的工具设置会被加载到Blender,并被Blender的其他部分从Python外部访问。

要消除 总数 为10的问题,会用到一个操作属性。操作属性是通过 bpy.props 模块定义的,将下面的代码加到operator类的主体中:

  1. # moved assignment from execute() to the body of the class...
  2. total: bpy.props.IntProperty(name="Steps", default=2, min=1, max=100)
  3. # and this is accessed on the class
  4. # instance within the execute() function as...
  5. self.total

这些来自 bpy.props 的属性会被Blender特别处理,当(operator)类被注册后,会在界面显示属性按钮。可以传递很多参数给属性,如设置上下界、修改默认值和显示工具提示。

See also

bpy.props.IntProperty()

这篇文档不会详细介绍如何使用其他属性类型,不过上面的链接包含了更高级的属性用法范例。

菜单选项

插件可以添加到现有的面板、标题栏和菜单等Python定义的用户界面中。

这个例子里,我们将其添加到现有菜单。

../../_images/advanced_scripting_addon-tutorial_menu-id.png

菜单标识符。

先在用户设置中启用 Python工具提示,鼠标在菜单上方停留,会出现提示,就能找到菜单标识符了。

添加菜单选项的方式是,在给现有类追加一个绘制函数:

  1. def menu_func(self, context):
  2. self.layout.operator(ObjectCursorArray.bl_idname)
  3. def register():
  4. bpy.utils.register_class(ObjectCursorArray)
  5. bpy.types.VIEW3D_MT_object.append(menu_func)

扩展菜单的文档,请参考 bpy.types.Menu

键位映射

在Blender中,插件可以有自己的键位映射,以避免与Blender内置键位映射冲突。

在下面的例子中,添加了一个新的物体模式 bpy.types.KeyMap,接着向该键位映射添加了一个 bpy.types.KeyMapItem,指向新添加的操作,使用 Shift-Ctrl-T 作为快捷键:

  1. # store keymaps here to access after registration
  2. addon_keymaps = []
  3. def register():
  4. # handle the keymap
  5. wm = bpy.context.window_manager
  6. km = wm.keyconfigs.addon.keymaps.new(name='Object Mode', space_type='EMPTY')
  7. kmi = km.keymap_items.new(ObjectCursorArray.bl_idname, 'T', 'PRESS', ctrl=True, shift=True)
  8. kmi.properties.total = 4
  9. addon_keymaps.append((km, kmi))
  10. def unregister():
  11. # handle the keymap
  12. for km, kmi in addon_keymaps:
  13. km.keymap_items.remove(kmi)
  14. addon_keymaps.clear()

值得注意的是,键位映射的 total 值与operator的默认值不同,这样就可以通过不同按键组合访问不同设置的同一operator。

Note

虽然 Shift-Ctrl-T 不是默认的 Blender 键快捷键,但很难确保插件不会覆盖彼此的键位映射。因此,在分配按键时至少要小心,不能与 Blender 的重要功能冲突(另请参阅 is key free 插件)。

上文所用函数的API文档,见:

合二为一

  1. bl_info = {
  2. "name": "Cursor Array",
  3. "blender": (2, 80, 0),
  4. "category": "Object",
  5. }
  6. import bpy
  7. class ObjectCursorArray(bpy.types.Operator):
  8. """Object Cursor Array"""
  9. bl_idname = "object.cursor_array"
  10. bl_label = "Cursor Array"
  11. bl_options = {'REGISTER', 'UNDO'}
  12. total: bpy.props.IntProperty(name="Steps", default=2, min=1, max=100)
  13. def execute(self, context):
  14. scene = context.scene
  15. cursor = scene.cursor.location
  16. obj = context.active_object
  17. for i in range(self.total):
  18. obj_new = obj.copy()
  19. scene.collection.objects.link(obj_new)
  20. factor = i / self.total
  21. obj_new.location = (obj.location * factor) + (cursor * (1.0 - factor))
  22. return {'FINISHED'}
  23. def menu_func(self, context):
  24. self.layout.operator(ObjectCursorArray.bl_idname)
  25. # store keymaps here to access after registration
  26. addon_keymaps = []
  27. def register():
  28. bpy.utils.register_class(ObjectCursorArray)
  29. bpy.types.VIEW3D_MT_object.append(menu_func)
  30. # handle the keymap
  31. wm = bpy.context.window_manager
  32. # Note that in background mode (no GUI available), keyconfigs are not available either,
  33. # so we have to check this to avoid nasty errors in background case.
  34. kc = wm.keyconfigs.addon
  35. if kc:
  36. km = wm.keyconfigs.addon.keymaps.new(name='Object Mode', space_type='EMPTY')
  37. kmi = km.keymap_items.new(ObjectCursorArray.bl_idname, 'T', 'PRESS', ctrl=True, shift=True)
  38. kmi.properties.total = 4
  39. addon_keymaps.append((km, kmi))
  40. def unregister():
  41. # Note: when unregistering, it's usually good practice to do it in reverse order you registered.
  42. # Can avoid strange issues like keymap still referring to operators already unregistered...
  43. # handle the keymap
  44. for km, kmi in addon_keymaps:
  45. km.keymap_items.remove(kmi)
  46. addon_keymaps.clear()
  47. bpy.utils.unregister_class(ObjectCursorArray)
  48. bpy.types.VIEW3D_MT_object.remove(menu_func)
  49. if __name__ == "__main__":
  50. register()
../../_images/advanced_scripting_addon-tutorial_in-menu.png

菜单选项。

运行该脚本(或保存后通过用户设置安装),操作会出现在 物体 菜单中。

../../_images/advanced_scripting_addon-tutorial_op-prop.png

操作属性。

从菜单执行操作后,你还可以选择添加的立方体数量。

Note

多次直接执行脚本也会每次添加菜单。虽然没有有用的行为,但没有什幺可担心的,因为当通过首选项启用时,加载项不会多次注册自己。

结语

插件可以整洁地封装特定功能,用于编写工具改善工作流,或者编写功能供其他人使用。

尽管Blender中Python可以做的还存在一些限制,不过已经可以实现相当多的功能,使用户免于钻研Blender的 C/C++ 源码。

教程里可以给出的范例始终是有限的,不过已经演示了用于常见任务的Blender API,用户可以借此延伸出自己的工具。

扩展阅读

Blender附带了一些注释过的模板,可以在文本编辑器标题栏找到,如果你需要某个方面的示例代码,从这里开始是一个不错的选择。

看完上面的教程过后,这里提供了几个你可能用到的网址。