如何使用 Blender 创建带有内半径的圆环

ShaderJoy
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StackExchange 原问题

Create Circle with Inner Radius

翻译

有没有一个简单的方法来创建一个圆，其中包含一个洞/内半径。理想情况 下，我可以在添加时动态设置内半径(以同样的方式，我还可以在添加圆形网格时设置外半径)。

虽然我可以手动创建它，添加一个没有填充的圆，克隆、缩小，然后创建面(见下图)，但这是 乏味 和 容易出错 的。我也可以通过创建一个三角形扇形（triangle fan）的圆，向下复制出边缘，删除中间，但同样，这有点 乏味，很难得到准确的内半径。

image.png

有没有办法在 Blender 中原生地做到这一点，或者通过一个插件?

解答

方法 1 —— 添加新的对象网格插件模板

SRQ56.gif

添加以下 Python 脚本代码（我已注释关键代码），该代码功能如下

  • 添加两个圆，桥接循环边（edge loops）。
  • 如果选择 Ngon Fill ，则仅分割一个填充边缘（fill edge），溶解其余的填充边缘。
bl_info = {
    "name": "New 2D Ring",
    "author": "batFINGER",
    "version": (1, 0),
    "blender": (2, 80, 0),
    "location": "View3D > Add > Mesh > New 2D Ring",
    "description": "Adds a 2D ring (circle with hole)",
    "warning": "",
    "wiki_url": "",
    "category": "Add Mesh",
}

import bpy
import bmesh
from bpy_extras.object_utils import AddObjectHelper, object_data_add
from bpy.props import (
        IntProperty,
        BoolProperty,
        FloatProperty,
)

class MESH_OT_primitive_ring_add(AddObjectHelper, bpy.types.Operator):
    """Add a 2D filled ring mesh"""
    bl_idname = "mesh.primitive_ring_add"
    bl_label = "Add 2D Filled Ring"
    bl_options = {'REGISTER', 'UNDO'}

    inner_radius: FloatProperty(
        name="Inner Radius",
        description="Inner Radius",
        min=0,
        default=1.0,
    )
    outer_radius: FloatProperty(
        name="Outer Radius",
        description="Outer Radius",
        min=0,
        default=2.0,
    )
    segments: IntProperty(
        name="Segments",
        description="Number of Segments",
        min=3,
        default=8,
    )
    ngon_fill: BoolProperty(
        name="Ngon Fill",
        description="Fill with ngon",
    )

    def draw(self, context):
        '''Generic Draw'''
        layout = self.layout
        # annnotated on this class
        for prop in self.__class__.__annotations__.keys():
            layout.prop(self, prop)
        # annotated on AddObjectHelper
        for prop in AddObjectHelper.__annotations__.keys():
            layout.prop(self, prop)

    def execute(self, context):

        me = bpy.data.meshes.new("CircleHole")

        bm = bmesh.new()
        bmesh.ops.create_circle(bm, radius=self.inner_radius, segments=self.segments)
        bmesh.ops.create_circle(bm, radius=self.outer_radius, segments=self.segments)
        
        # 桥接带有面的循环边，返回新的面和新的边
        ret = bmesh.ops.bridge_loops(bm, edges=bm.edges)
        if self.ngon_fill:
            edges = ret['edges']
            e = edges.pop() # 取出队尾的一条边
            bmesh.ops.split_edges(bm, edges=[e]) # 沿着指定输入边断开面
            bmesh.ops.dissolve_edges(bm,
                                     edges=edges) # 溶解所有边
        bm.to_mesh(me) # BMesh -> Mesh
        # 使用视图上下文和首选项添加一个对象来初始化位置、旋转和层。
        object_data_add(context, me, operator=self)

        return {'FINISHED'}


def menu_func(self, context):
    self.layout.operator(MESH_OT_primitive_ring_add.bl_idname, icon='MESH_CUBE')

def register():
    bpy.utils.register_class(MESH_OT_primitive_ring_add)
    bpy.types.VIEW3D_MT_mesh_add.append(menu_func)

def unregister():
    bpy.utils.unregister_class(MESH_OT_primitive_ring_add)
    bpy.types.VIEW3D_MT_mesh_add.remove(menu_func)

if __name__ == "__main__":
    register()

    # test call
    #bpy.ops.mesh.primitive_ring_add()

[!NOTE] 这段代码是在使用 bmesh 模块进行网格操作，特别是在处理多边形（ngons）填充的情况下。它通过一系列步骤来修改和简化网格结构。下面是对代码的详细解析：

代码解析

if self.ngon_fill:
    edges = ret['edges']
    e = edges.pop() # 取出队尾的一条边
    bmesh.ops.split_edges(bm, edges=[e]) # 沿着指定输入边断开面
    bmesh.ops.dissolve_edges(bm, edges=edges) # 溶解所有边
条件判断 if self.ngon_fill:
  • 条件：self.ngon_fill 是一个布尔值属性或变量，用于控制是否执行多边形填充逻辑。
  • 作用：只有当 self.ngon_fill 为 True 时，才会执行后续的操作。
获取边列表 edges = ret['edges']
  • ret：假设 ret 是一个包含网格操作结果的字典，其中 'edges' 键对应的值是一个包含多个边的列表。
  • edges：将 ret['edges'] 的值赋给 edges，即获取当前网格中的边列表。
取出并移除一条边 e = edges.pop()
  • pop() 方法：从列表中取出最后一个元素，并将其从列表中移除。
  • e：保存被取出的边对象。
  • 作用：选择一条边作为特殊处理的对象，通常是为了保留这条边不被溶解。
分割边 bmesh.ops.split_edges(bm, edges=[e])
  • bmesh.ops.split_edges：这是一个 bmesh 操作，用于沿着指定的边分割网格。
  • 参数：
    • bm：表示当前的 bmesh 对象。
    • edges=[e]：指定要分割的边列表，这里只包含刚刚取出的那一条边 e。
  • 作用：沿着边 e 断开面，这会在原边的位置创建新的顶点和边，从而将原来的多边形分割成更小的多边形。
溶解边 bmesh.ops.dissolve_edges(bm, edges=edges)
  • bmesh.ops.dissolve_edges：这是另一个 bmesh 操作，用于溶解指定的边。
  • 参数：
    • bm：表示当前的 bmesh 对象。
    • edges=edges：指定要溶解的边列表，这里是除了 e 之外的所有边。
  • 作用：溶解这些边会移除它们，并合并相邻的面，从而简化网格结构。如果这些边是多边形的边界，则溶解后可能会导致多边形变成三角形或其他简单形状。

小结

这段代码的主要目的是在启用多边形填充 (self.ngon_fill) 的情况下，对网格进行特定的编辑操作：

  1. 选择一条边：从当前网格的边列表中选择一条边，并将其保留下来。
  2. 分割这条边：沿着选定的边分割网格，以确保该边不会被后续操作影响。
  3. 溶解其他边：溶解剩下的所有边，简化网格结构，可能将复杂的多边形转换为更简单的形状（如三角形）。

这种操作通常用于优化网格结构，减少不必要的几何复杂度，或者为了更好地支持某些渲染或物理模拟功能。通过这种方式，可以有效地管理网格拓扑，确保生成的网格既简洁又符合预期的几何特性。

方法 2 —— 添加圆锥图元

1SPGH.gif

该功能是非常类似于添加没有填充和高度的圆锥图元(可以完全在 z 上缩放到 0 并应用)

其他方法

其他还有通过 “旋绕(Spin)” “螺旋(Screw)修改器” “圆柱体” 等实现类似的效果，但不如以上方法来得便捷，但是可以当作一种技术思路，详细可以参考下文

Blender 制作刀光特效所用模型

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