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Alex Rowan

FreePencil2 一键从 Blender 中的 3D 模型生成线稿:128 万面不到 30 秒

软件

日本动画制作人兼动画师 Masamune Sakaki 发布了 FreePencil2 的更新——这款插件可以在 Blender 中从 3D 模型得到轮廓线稿,无需手动设置。操作流程归结为三个动作:打开模型、按一个按钮、得到线条。线条密度在计算完成之后用滑块调节,既不必搭建节点,也不用去试轮廓参数。

它对画师的价值在于速度,也在于插件承担了色彩分离法中最费工的环节。据开发者测试,128 万面的模型处理时间不到 30 秒,42 万面的坦克约需 19 秒。在此次更新的演示视频中,由 155 个部件组成的场景用 5.5 秒算完。

速度来自原理的简单

插件并不做繁重的轮廓线计算。模型会自动被涂上顶点色,颜色之间的边界再由合成器中的边缘检测提取出来——这种做法被称为色彩分离法。边缘检测的计算开销很低,因此处理速度很快。

这种方法的难点一直在准备阶段——究竟该如何把模型划分成色彩区域。颜色相近的相邻区域产生不了边界,线条也就不会出现;划分得过细则会产生噪点;平坦表面上会出现不自然的分界线;部件接缝和绑定角色的关节则另当别论。

FreePencil2 一键从 Blender 中的 3D 模型生成线稿:128 万面不到 30 秒
用顶点色对模型进行的自动色彩分离,以及由此得到的线稿。图片:Masamune Sakaki / via 80.lv

插件承担的正是这部分准备工作:

  • 根据模型二面角的分布确定分割角度;
  • 为邻接图着色,使相邻区域始终落入不同的颜色类别;
  • 自动合并那些否则会变成线条杂物的细小区域;
  • 把互相接触的部件在色调上分开;
  • 识别绑定并按骨骼划分模型。

最后一条解决的是角色的情况:存在骨架时,着色按骨骼进行,跨越关节的面不会被归入同一个色块岛,弯曲时线条也更少崩坏。

2.7 版本有哪些变化

最主要的改动是判定线条的阈值默认被调低了。此前有一部分边界达不到该阈值,因而不会出现线条,尽管色彩分离本身工作正常:像浅蓝与白色这类相近搭配的亮度差实在太小。作者举了个例子:帆船索具的线条以前会断成虚线,现在则是连续的。

该改动同样影响已经调好的场景。把 STEP3 步骤中的“线条灵敏度”设为 1.0,即可恢复以前的效果。

同一版本还修复了大型场景下的崩溃,加快了多部件模型的处理速度,解决了 Blender 5.x 中遮罩颜色失效的问题,以及新版本保存、旧版本打开时文件发黑的问题。生成的节点现在会自动对齐。

兼容性、限制以及获取方式

官方称支持 Blender 4.2 至 5.2,但各分支并不等同。推荐 5.2 LTS 和 4.5 LTS;4.2 中支持有限——那里的视图合成器不计算 AOV,因此实时预览中不会有线条,不过最终渲染与其他版本表现一致。Blender 4.1 及更早版本不受支持。

已知限制在仓库中有列出:混合模式为 BLEND 的透明材质会被转为 HASHED(带折射的真实玻璃插件不作处理);在部件数量很多的模型上,部分相邻区域的亮度差会减半,线条因此偏淡——开发者把这个问题列为尚未解决;在 5.2 中保存的文件用 4.5 打开,会破坏合成器的工作。插件不会改变形状、顶点数、锐边和缝线。

FreePencil2 的源代码已在 GitHub 上以 GPL-3.0-or-later 许可发布:自行编译并使用该插件是免费的。作者另外以 500 日元出售一个版本,附带打包好的 ZIP、日文说明、旧版本访问权限以及评论区支持。

为什么这类插件偏偏围绕 Blender 生长

Blender 自带的轮廓线路径有两条——Freestyle 和用于 Grease Pencil 的 Line Art 修改器。两者都在处理器上计算,在复杂场景中,几何体和交叉越多就越慢,这让实时预览线条变得困难。而在以线条为主要表现手段的动画制作中,这样的运算会直接撞上交付期限。

在这样的背景下,Blender 周围形成了一个独立的描边市场:商业线条渲染器、重写了 NPR 渲染的第三方引擎构建版、以及像 CGMatter 的 Pencil Pro 这样的手绘风格化插件。FreePencil2 靠另一种取舍在其中占据自己的位置——它在精度上大概比不上老实的可见性计算,但能给出可预期的计算时间,并把结果作为普通渲染通道输出,随后直接进入合成环节。

如果这一趋势延续下去,自带工具面临的压力还会增大:越多工作室和独立画师在 Blender 中搭建动画管线,编辑器开箱即用的能力与第三方开发者已经做到的事情之间的差距就越明显。开放许可在这里有利于社区——插件中实现的自动划分思路原则上也可以在其他工具里复现。

FreePencil2 中你更需要哪一点?

  • 一键线稿
  • 顶点色自动着色
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