您是否尝试过在 Blender 中创建逼真的场景？ 您是否正在寻找一个分步公式来帮助您在 Blender 中实现照片级真实感？ 您是否发现自己陷入了正确设置的困境？ 如果是这样，你并不孤单。

在本章中，我们将详细分析大多数 3D 设计师所犯的三个建模错误，这些错误阻碍了他们在 Blender 中实现照片级真实感。

建模代表了接下来的基础：纹理、UV 映射、光照、合成和渲染。 如果基础打错了，你的所有努力都会白费，所以本章的目标是帮助你打好建模基础。

第一个错误是仅依靠您的眼睛来估计您正在建模的对象的比例。 当谈到照片写实主义时，获得正确的比例起着至关重要的作用。 因此，我们将讨论 Blender 单元系统以及如何进行研究，以便在对对象进行建模之前获得正确、真实的测量结果。

第二个错误与比例匹配有关：大多数设计师会立即根据真实参考创建 3D 场景，而不进行任何比例匹配。 这使得很难获得与实际摄影师使用的相同的相机设置，例如位置、旋转和焦距。 这会导致与您正在使用的参考不匹配的结果。 为了解决这个问题，我们将学习使用 fSpy，该工具允许您复制摄影师在拍摄实际图像时采用的相机设置（焦距、相机位置和旋转）并将其导出到 Blender。 我们将探讨 fSpy 界面的工作原理、如何使用它以及如何将 fSpy 插件安装到 Blender 中并导入 fSpy 项目文件。

第三个错误是在没有打开斜角修改器的情况下进行建模。 在本章结束时，您将了解在建模时使用斜角修改器的重要性以及它在实现照片级真实感中所扮演的角色。 您还将了解不同的斜角设置以及它们在 Blender 中的工作原理。

在本章中，我们将讨论以下主题：

使用真实世界规模的重要性

使用 fSpy 程序学习尺度匹配

建模时使用斜角修改器的重要性

技术要求

本章需要能够运行 Blender 3.0 或更高版本的 Mac 或 PC。

您可以从 GitHub 下载本章的资源：
https://github.com/PacktPublishing/3D-Environment-Design-with-Blender/tree/main/chapter-1

使用真实世界规模的重要性

在 Blender 中创建复杂场景时，很容易陷入在建模时目测对象比例的陷阱，而不进行正确的测量。 这可能会导致多个问题，从而阻止您以后获得逼真且令人赏心悦目的结果。

我们认为我们的眼睛是准确的——“我知道这个窗户有多大，就是这个尺寸”； 然而，我们在估计测量方面确实很糟糕，仅仅是因为我们更加重视我们关注的事情，而忽略了我们认为不重要的部分。

这会影响场景的真实感：您最终会想知道场景出了什么问题。 有些东西看起来不太对劲，但你不知道那是什么。 你开始摆弄材质和灯光，也许这些是完美的，但后来你意识到基础是错误的。 因此，建立正确的建模基础非常重要。

因此，解决方案是始终使用真实世界的比例。

假设您正在设计一间木屋； 你需要做的第一件事是在谷歌上搜索：小木屋的高度是多少？

图 1.1 – 谷歌搜索小木屋的高度

所以，现在我们明白木屋的高度不能超过3米，所以2到3米之间的一切都应该是合理的。 包括尖顶屋顶后，又增加了一米。

由于我们不能超过 30 m2，因此我们可以给出 5 m 宽和 6 m 长的尺寸（5 m × 6 m = 30 m2）。

接下来，我们将检查 Blender 单位比例：

转到场景属性。

单击“单位”选项卡。

然后选择适合您的单位制测量。

图 1.2 – Blender 场景属性单位系统

选择公制将以米为单位测量长度，以千克为单位测量质量，而英制则以英尺为单位测量长度，以磅为单位测量质量。 这是在 Blender 中设置真实世界测量的正确方法。

始终使用真实世界比例的另一个好理由是物理模拟在 Blender 中的工作原理。 Blender 中的物理特性（例如重力、刚体和质量）依赖于真实测量才能正常工作。

为了进一步强调这一点，让我们创建一个球体； 默认情况下，球体的直径为 2 米。 接下来，我们转到物理属性，然后单击“刚体”，同时确保选择球体。 在“设置”选项卡下，您将看到“质量”默认设置为 1 千克。 这意味着您刚刚创建的直径 2 米的球体的重量为 1 公斤。

图 1.3 – 搅拌机物理属性

现在，如果按空格键，物理模拟就会开始。 我们的球体会因重力而下落。 如果我们将球体的比例更改为 0.2 米左右，并赋予其 4.5 公斤的重量，我们的球体的行为将与保龄球完全相同。 同样，如果我们将球体直径缩小到 5 厘米，重量缩小到 170 克，我们的球就会像台球一样。

最重要的是，始终使用真实世界的比例：这对于实现与现实相匹配的逼真结果至关重要。

现在我们已经了解了建模时使用真实比例测量的重要性，让我们学习比例匹配。 这是一个很棒的技巧，它允许我们从图像参考中获得几乎精确的相机设置，以便我们可以轻松地在 Blender 中重新创建场景。

使用 fSpy 学习尺度匹配

接下来我们来学习尺度匹配。 为了正确地看待问题，假设您有一个真实的参考，想要将其复制为 3D 场景。 您可以将其加载为相机背景，并开始对其进行建模，但很快，您将遇到一个巨大的挑战，即匹配拍摄镜头的相机的相同位置、旋转和焦距。

您可以在此示例中看到匹配相同小木屋参考的困难：

图 1.4 – 木屋模型与参考不匹配

我们的目标是将建模的立方体精确地放置在小屋参考的顶部（红线必须位于绿线的顶部）。 角点必须相互匹配才能实现真正的相机匹配； 光靠眼睛是不行的，所以我们需要以正确的方式来做。

幸运的是，我们有 fSpy，它是一个免费的开源软件程序，允许我们从图像参考估计相机参数并将其导入 Blender。

其工作原理如下：导入要匹配其相机设置的参考图像，然后选择消失点的数量； 您可以在 fSpy 程序的左上角面板上找到此功能。

图 1.5 – fSpy 界面中的消失点轴

基本上，消失点的数量取决于您使用的参考类型：

一个消失点：这意味着您的参考有一个所有线相交的点。 如果您遵循参考中的任何平行线，它们最终会在某一点相遇。

图 1.6 – 一个消失点参考示例

两个消失点：如果您的参考中有两种平行线，并且每条线看起来都慢慢消失在远处，则可以使用两个消失点； 他们将在远处的某个点相遇。 一个例子是这样的：

图 1.7 – 两个消失点的示例

相机参数如下：相机的焦距、旋转和位置。

在我们的例子中，我们将使用有两个消失点的木屋参考； 您可以通过沿着小屋正面和侧面的木线来判断。 您可以从 GitHub 下载此图像：
https://github.com/PacktPublishing/3D-Environment-Design-with-Blender/blob/main/Wood%20Cabin%20Reference.jpeg

图 1.8 – 木屋参考

好吧，现在让我们开始使用 fSpy。

下载 fSpy

首先，我们下载 fSpy。 您可以谷歌 fSpy 或使用此官方网站链接：https://www.fspy.io。

进入网页后，我们将执行以下操作：

单击绿色的下载按钮。

图 1.9 – fSpy 下载按钮

您将被引导至 GitHub。

在 Assets 下，我们将下载 fSpy-1.0.3-ia32-win.zip 文件，大小为 47.2MB 解压缩，然后双击 fSpy 图标。

在程序界面内，在顶部栏上，转到“文件”->“打开图像”。

选择如图 1.8 所示的图像参考。

如果做得正确，您将得到以下结果：

图 1.10 – 加载到 fSpy 中的木屋参考

下载 fSpy 后，将我们的图像参考放入其中，并设置 x 和 z 轴以匹配我们的参考线。 现在，是时候了解 fSpy 界面以及我们如何操作它以获得最佳结果了。

分解 fSpy 工具

好吧，让我们开始使用 fSPy 工具：

确保使用两个消失点； 您可以在左上角面板上找到此功能（见图 1.5）。

使图像参考清晰，然后在左侧下方取消选中“暗淡图像”框。

在左侧面板上，将 y 轴切换到 z 轴以获得参考的垂直比例。

将 x 轴和 z 轴与参考中最明显的线对齐。

在我们的例子中，我们可以依靠木线条和屋顶。 确保您选择的线路彼此距离较远； 这将使 fSpy 能够更好地校准场景。

最终结果应该如下：

图 1.11 – fSpy 消失点轴与参考线对齐

有时，fSpy 生成的焦距不准确，因此您必须手动调整它 - 这真的很容易。

调整焦距

要调整焦距，请执行以下步骤：

在左侧面板上，将主点更改为手动。 默认情况下，主点将设置为图像中点。 一旦您将其更改为手动，参考的中间就会出现一个黄点。

如果你抓住它并稍微移动它，你就会改变相机的焦距。 您将在右侧面板的“视野”选项卡下的“水平”值旁边看到：

图 1.12 – 更改 fSpy 中的焦距设置

好吧，现在让我们保存这个项目：转到“文件”，然后单击“另存为”并将 fSpy 文件保存到桌面。

导出 fSpy 文件

现在，让我们将此 fSpy 文件导出到 Blender 中。 为此，我们必须安装一个允许我们执行此操作的插件。

该插件可通过以下 GitHub 链接下载：
https://github.com/PacktPublishing/3D-Environment-Design-with-Blender/blob/d71de483c88180ac12dc0e6738ce3a7425b00389/chapter-1/fSpy-Blender-Addon.zip。

下载 fSpy-Blender-Addon.zip 文件后，请确保不要解压缩该文件。

获得插件 zip 文件后，我们现在可以进入 Blender 并安装它。 因此，在我们的 Blender 界面中，单击“编辑”->“首选项”，单击中间左侧的“附加组件”，然后单击右上角的“安装”并选择 fSpy-Blender-Addon.zip 文件。 然后您应该看到下面一条消息，表明该模块已安装。 还要确保您启用了 fSpy 插件框导入-导出：导入 fSpy 项目。

图 1.13 – 在 Blender 中安装 fSpy 插件

好吧，现在让我们导入用 fSpy 程序创建的 fSpy 文件。 如果您按照前面的步骤操作，当您转到“文件和导入”时，您将看到可以将 fSpy 文件导入到 Blender 中。 只需单击“导入”并选择我们之前创建的 fSpy 文件，然后您将看到以下内容：

图 1.14 – 将木屋 fSpy 文件导入 Blender

这就是使用fSpy的好处； 现在我们的相机设置与拍摄这张照片的摄影师的设置相匹配。 复制了相同的相机焦距、相机位置和旋转。 从现在开始，我们可以开始构建我们的场景了。

构建我们的场景

首先，我们退出相机视图； 您可以通过按数字键盘上的数字 0 来执行此操作。

图 1.15 – 创建木屋场景的前三个步骤

我们首先制作一个地平面 (1) 并添加一个简单的立方体 (2)，确保它位于网格的顶部。

将立方体放在小屋的一角参考：

图 1.16 – 将建模的立方体放在参考的角上

将立方体放置在机舱参考的角落上将使您获得正确的开始。 否则，您将陷入困境，不知道将初始立方体放在哪里。 另一个注意事项是仅沿 x 轴和 y 轴移动立方体； 我们需要把它放在地板上。

图 1.17 – 在 Blender 中模拟木屋的四个步骤

接下来，我们可以继续创建参考中木屋的基本形状：

选择立方体并进入编辑模式（按 Tab 键在编辑模式和对象模式之间切换）。

在编辑模式下，选择正面，然后将其移动以覆盖小屋木材的长度。 另外，将背面与木屋参考的背面对齐。

选择顶面并将其向上移动，直到到达屋顶的起点。

按 E 将其进一步向上挤出，直到到达参考的顶部。

您可以在 y 轴上缩放它以形成 A 形状。

正如您所看到的，我们现在将与我们的参考图像完美匹配：

图 1.18 – 木屋建模的最终结果

另外，请确保您使用的是我们之前设置的测量值； 为了在不扭曲相机角度的情况下执行此操作，请确保一次放大所有内容，包括相机。

现在我们已经完成了与参考相同比例的匹配并制作了一个简单的木屋，您可以看到比例匹配的美感； 我们在 Blender 中的相机设置现在与用于拍摄参考图像的相机设置完美匹配。 两者具有相同的焦距和旋转。 这是实现照片级真实效果的良好开端。

接下来，我们将介绍阻碍大多数 3D 设计师实现照片级真实感的最致命错误之一：忘记斜角修改器。

建模时使用斜角修改器的重要性

大多数 3D 设计师犯下的致命错误之一是在建模时不使用斜角修改器，从而无法获得逼真的效果。 让我们看一个 Blender 中的简单示例来强调这一理论。

斜角修改器

斜角修改器使您能够对其所应用的网格的边缘进行斜角处理。 基本上，它在网格角之间添加边缘线（见图 1.17）。 这似乎是一个简单的步骤，但斜角修改器对于实现照片级真实感的效果是巨大的； 我们稍后会看到。

图 1.19 – 创建两个立方体

对于我们的示例，让我们使用两个立方体，一个应用了斜角修改器（红色立方体），另一个没有任何斜角（蓝色立方体）。 要将斜角应用于红色立方体，请执行以下步骤：

转到修改器属性（扳手图标），选择添加修改器，然后选择斜角修改器：

图 1.20 – Blender 中的斜角修改器设置

将数量设置为 0.02 m； 这代表我们将影响立方体对象的角有多大。 基本上，我们默认得到的一个角边会被分成两条边，两条边之间的距离就是斜角量。

将分段设置为 3； 这表明斜角内有多少个面环。

选择斜角立方体，然后右键单击并选择“平滑”。

图 1.21 – 三个立方体演示了“数量”、“分段”和“平滑斜角”设置

另一个立方体将保持默认状态：不会应用斜角。

当您向场景添加光源时，您会看到两个立方体之间存在很大差异：

图 1.22 – 斜角和非斜角立方体的最终渲染

红色斜面立方体在其角上反射光线，使其更加逼真。 另一方面，蓝色立方体看起来很假：它的边缘 100% 锐利且不真实。

一般来说，像 Blender 这样的 3D 软件程序默认会让一切变得完美。 例如，当创建一个立方体时，它会带有这些 90 度的尖角，这在现实生活中是不存在的。 在自然界中，你永远找不到具有完全锋利边缘的物体。 即使你放大一把锋利的刀（放大到非常接近其边缘），你也会发现某种斜角。

我听说过这样一句话：“不完美就是 CGI 的完美”，这意味着为了使物体变得逼真，我们必须打破 CGI 带来的完美，而打破它的第一步就是始终 应用斜角修改器。

现在，通过我们之前设置的测量值以及 fSpy 的帮助，我们可以设置正确的比例。

概括

在本章中，我们介绍了三个建模错误以及如何修复它们。 从比例匹配开始，我们讨论了为什么在建模时只依赖眼睛是一个坏习惯，Blender 单位系统如何工作，以及如何在建模之前设置对象的正确尺寸。

接下来，我们安装并配置了开源 fSpy，以帮助我们匹配相同比例的实木小屋参考，随后我们学习了如何安装 fSpy 插件并将 fSpy 文件导入 Blender 并构建类似于以下的基本场景 真实的参考尺度。

最后，我们讨论了使用斜角修改器的重要性以及为什么它对于实现照片级真实感至关重要。

在下一章中，我们将介绍照片写实主义的第二个组成部分，即 PBR 材质的创建。 我们将分解PBR材料的组成部分，并了解每个通道的作用及其工作原理。 最后，我们将使用程序纹理在 Blender 中创建一个真实木质材料的示例。