Pozn. k obsahu: Původní podklad byl rozdělen do 13 samostatných prezentací (rozhraní, modelování, zarovnávání, množinové operace, křivky, modifikátory, materiály, UV textury, světla, animace, pohyb po křivce, rendering, normály) — pro přehlednost a s ohledem na rozsah ŠVP (Blender je zde jen jedna dílčí podkapitola tématu Grafika na PC) sloučeno do jednoho materiálu.
Blender (blender.org) je bezplatný open-source program pro tvorbu 3D grafiky — modelování, materiály a textury, rigging a animace, simulace (tekutiny, kouř, částice), sochařství (sculpting), kompozici i renderování. Ukládá vše (scénu, objekty, materiály, nastavení) do jednoho souboru s příponou .blend.
Rozhraní programu
- 3D view — hlavní okno s náhledem scény.
- Klávesa T — postranní panel s nástroji, N — panel s přesnými vlastnostmi vybraného objektu.
- Myš: pravé tlačítko vybírá objekt, levé umísťuje 3D kurzor, kolečko (klik + tažení) otáčí pohled, samotné kolečko přibližuje/oddaluje scénu.
- Numerická klávesnice:
1/3/7— pohled zepředu/zboku/shora,2/4/6/8— rotace pohledu po 15°,5— přepnutí perspektiva/ortografie,0— pohled z kamery. - Nový objekt vložíme klávesovou zkratkou Shift+A.
Modelování — objektový a editační mód
Blender pracuje se dvěma základními módy, mezi kterými se přepíná klávesou Tab:
- Objektový mód — pracujeme s celými objekty scény najednou (přesun, rotace, změna měřítka, uspořádání scény).
- Editační mód — upravujeme vnitřní strukturu jednoho vybraného objektu: jeho vrcholy (vertices), hrany (edges) a plochy (faces).
Základní transformace (platí v obou módech):
| Klávesa | Operace | Omezení na osu |
|---|---|---|
| G | posun (grab) | G, pak X/Y/Z |
| R | rotace | R, pak X/Y/Z |
| S | změna měřítka (scale) | S, pak X/Y/Z |
Dvojitý zápis osy (např. GXX) omezí transformaci na lokální souřadnice objektu místo globálních.
V editačním módu navíc:
- F — spojí dva vybrané vrcholy hranou, případně vytvoří plochu ze 3+ vybraných vrcholů.
- Ctrl + levé tlačítko myši — přidá nový vrchol spojený hranou s předchozím.
- X (nebo Delete) — smaže vybrané vrcholy/hrany/plochy.
- Výběr: B (obdélníkový výběr), C (kruhový výběr).
Zarovnávání objektů (Snap) umožňuje umístit pivot jednoho objektu přesně na pivot nebo 3D kurzor jiného objektu — užitečné při skládání scény z více dílů se společným středem nebo osou.
Množinové (booleovské) operace
Pro objekty typu mesh lze počítat s logickými operacemi mezi dvěma překrývajícími se tělesy:
- Sjednocení (Union) — spojí obě tělesa v jedno.
- Rozdíl (Difference) — odečte objem druhého tělesa od prvního.
- Průnik (Intersect) — ponechá jen společný objem obou těles.
Výsledek závisí na tom, které z dvojice těles je zvoleno jako řídící objekt.
Křivky a plochy
Křivky (curves) a plochy (surfaces) nejsou na rozdíl od mesh objektů tvořeny sítí vrcholů, ale matematickým popisem — mají menší paměťové nároky, ale delší čas renderování. Klávesová zkratka Alt+C převede křivku/plochu na běžný mesh objekt.
- Bézierovy křivky — definované koncovými body, každý má dva pomocné (řídicí) body určující tvar a směr křivky. Typ napojení řídicích bodů (klávesa V): Automatic (automaticky vyhlazené), Vector (směřuje do sousedního bodu), Free (libovolný směr — ostré přechody), Aligned (oba směry na jedné přímce — hladké napojení).
- NURBS křivky — definované čtyřmi řídicími body, jejichž poloha a váha určují tvar.
- NURBS plochy — obdoba NURBS křivek ve dvou dimenzích.
Modifikátory
Modifikátory mění, generují nebo deformují tvar objektu, aniž by trvale upravovaly jeho základní mesh — lze jich na jeden objekt nastavit víc najednou a měnit jejich pořadí. Nejčastěji používané (ze skupiny generujících):
- Array — vytvoří pravidelnou řadu kopií objektu.
- Bevel — zkosí/zaoblí hrany.
- Mirror — zrcadlí objekt podle zvolené osy.
- Screw — vytvoří rotační těleso otočením profilu okolo osy (např. šroubovice, schodiště).
- Subdivision Surface — vyhladí povrch jemnějším dělením ploch.
- Triangulate — převede plochy na trojúhelníky.
- Wireframe — nahradí plochy drátěným modelem podél hran.
Materiály a textury
Textura je obrázek “namapovaný” na povrch objektu, aby vypadal realističtěji (dřevo, rez, špinavé sklo apod.). Základní postup: vytvoříme/vybereme obrázek textury → přiřadíme ji materiálu objektu → nastavíme způsob mapování → vyrenderujeme.
Druhy textur: obrázkové, procedurální (generované matematicky), bump/displacement (simulují nebo skutečně mění reliéf povrchu), environmentální (okolí scény).
Při mapování obrázkové textury se volí:
- Coordinates — jaké souřadnice se použijí pro mapování (Generate, UV, …).
- Projection — tvar promítání podle přibližného tvaru objektu (Flat pro plochu, Cube pro krychli, Sphere pro kouli, Tube pro válec/kužel).
- Repeat — kolikrát se textura na povrchu zopakuje v ose X a Y.
UV textury
UV textura se na rozdíl od jednoduchého mapování nanáší přesně podle UV souřadnic — vlastního rozvinutí povrchu objektu do roviny (podobně jako rozstřižená krabice). Postup:
- V editačním módu označíme hrany, podle kterých se má objekt “rozříznout”, a označíme je jako šev (Ctrl+E → Mark Seam).
- Vybereme všechny hrany (A) a klávesou U → Unwrap vytvoříme UV mapu — zobrazí se v UV/Image editoru.
- UV mapu exportujeme jako obrázek, v bitmapovém editoru (GIMP) podle ní domalujeme texturu a načteme ji zpět.
- Při mapování takové textury nastavíme Coordinates na UV a Projection na Flat.
Světla
Světlo je objekt jako každý jiný, ovlivňuje ale jen objekty ve stejné scéně a může vrhat stín i promítat texturu. Základní typy: bodové (Point), reflektorové/kuželové (Spot), plošné (Area) a slunce (Sun, rovnoběžné paprsky). U bodového světla lze nastavit typ útlumu intenzity se vzdáleností (lineární, kvadratický, konstantní aj.).
Pro rovnoměrně nasvícenou scénu se často používá tříbodový model osvětlení: dvě světla po stranách kamery a jedno za objektem (z pohledu kamery skryté za ním), které oddělí objekt od pozadí.
Animace
Animace vzniká zaznamenáním hodnoty vlastnosti objektu do klíčových snímků (keyframes) na časové ose. Základní klíče: poloha (location), rotace (rotation), měřítko (scale).
Postup: nastavíme aktuální snímek na časové ose → upravíme vlastnost objektu (přesuneme, otočíme, změníme velikost) → klávesou I přidáme klíč pro danou vlastnost. Mezi klíčovými snímky Blender hodnotu automaticky interpoluje, čímž vzniká plynulý pohyb.
Pohyb po křivce a sledování objektu
Speciální typ křivky Path lze použít jako dráhu pohybu jiného objektu:
- Vložíme křivku typu Path (Shift+A → Curve → Path) a upravíme její tvar.
- Objektu, který má po křivce jezdit, přidáme vazbu (constraint) Follow Path a jako cíl zvolíme naši křivku.
- Na křivce nastavíme, za kolik snímků má objekt celou dráhu projet.
Podobně lze kameře přidat vazbu Track To, aby soustavně mířila na zvolený objekt bez ohledu na to, jak se sama pohybuje po scéně — používá se typicky společně s pohybem po křivce.
Simulace tekutin
Fluidní simulace (fluid dynamics) patří mezi fyzikální animace a umožňuje simulovat chování kapalin (voda, olej apod.). Základní princip: do scény vložíme těleso s vlastností Fluid (kapalina, např. UV koule) a ohraničující krychli s vlastností Domain, která definuje prostor, ve kterém se simulace počítá. Blender pak dopočítá pohyb kapaliny snímek po snímku; z výsledné animace lze vybrat nejlépe vypadající snímek pro finální scénu. Klíčovým parametrem je viskozita kapaliny — ovlivňuje jak vzhled (řidší/hustší tekutina), tak výpočetní čas simulace.
Rendering
Renderování je proces výpočtu výsledného obrázku nebo videa ze scény. Před spuštěním je potřeba nastavit:
- Renderovací engine (např. EEVEE — rychlý, Cycles — realistický raytracing).
- Kameru — typ projekce (perspektiva/ortografie/panorama), ohniskovou vzdálenost, případně hloubku ostrosti (na který objekt má kamera zaostřit).
- Svět (World) — barvu/typ oblohy, nepřímé osvětlení (Ambient Occlusion), případně mlhu.
- Scénu — aktivní kameru, jednotky (metrické/anglické), případně gravitaci (důležité pro fyzikální simulace).
- Výstup — rozlišení, poměr stran, barevnou hloubku a formát (PNG/JPEG pro jednotlivé snímky, video formáty jako H.264 pro animaci), případně vyhlazení hran (anti-aliasing) — vyšší kvalita vždy znamená delší čas výpočtu.
Tlačítko Render vykreslí aktuální snímek, volba Animation vyrenderuje celou animaci od prvního do posledního klíčového snímku.
Dodatky k modelování
- Normály ploch určují, na kterou stranu plocha “hledí” (důležité např. pro textury a osvětlení). Po množinových operacích může být potřeba je opravit: Recalculate přepočítá normály celého objektu, Flip Direction obrátí normálu jedné vybrané plochy.
- Vyhlazení (Smooth/Flat shading) — zakulacené objekty vypadají hranatě, dokud se na ně neaplikuje vyhlazení stínování; nemění se tím geometrie, jen způsob, jakým se počítá osvětlení povrchu.
- Magnetismus (Proportional Editing) — při úpravě jednoho vrcholu v editačním módu ovlivní i okolní vrcholy v nastaveném dosahu (typy vlivu: Random, Constant, Linear, Sharp, Smooth aj.) — používá se např. pro modelování terénu nebo měkkých deformací.
Cvičení
- Vytvořte scénu s několika základními tělesy (krychle, koule, válec, kužel) a vyzkoušejte na nich všechny základní transformace (G/R/S) v globálních i lokálních souřadnicích.
- Ze dvou překrývajících se těles vytvořte pomocí množinových operací sjednocení, rozdíl i průnik a porovnejte výsledky.
- Vytvořte točité schodiště z jednoho schodu pomocí modifikátorů Bevel (zaoblení), Array (rozmnožení) a Screw (rotace do šroubovice).
- Vymodelujte jednoduchý objekt (např. míč), vytvořte pro něj UV mapu, domalujte texturu v bitmapovém editoru a aplikujte ji zpět na objekt.
- Nasviťte scénu podle tříbodového modelu osvětlení a porovnejte výsledek s osvětlením jediným světlem.
- Vytvořte animaci objektu pohybujícího se po uzavřené křivce (kruh), přičemž kamera bude po celou dobu sledovat její střed.