blender 4.4 Python を使ってみよう

blender は python インタプリタを内蔵しているので、モデリングなどの操作をほぼすべて python によるスクリプトでも実行することができます。
ここでは、おもに python を含むプログラミング言語のごく初心者に向けて、最低限の知識と、かんたんな応用例を紹介します。

環境　Blender 4.4.1 , Mac Mini M1 OS 14.4

なぜ Python ？

blender の操作だけでもじゅうぶんややこしいのに、そのうえプログラミングなんてムリだ、と思われる方も多いだろう。たしかにプログラムにはそれなりの学習コストがかかることは明らかだが、近年、AI の普及によって、以前よりもすこし意味合いが異なってきている。プログラムそのものは、ChatGPT などの AI に書いてもらえばよいのだ。

ただし、AI に書いてもらったプログラムの内容を「おぼろげながら」でも理解できるだけの知識はやはり必要で、ここでは、そのためのごく基本知識のいくつかを紹介してみたい。

また、3D オブジェクトの操作によるビジュアルな効果をすぐに確認できるという点で、これから Python を学習してみたい、というプログラミング初心者にも実は blender は最適のツールのひとつだと思う。ともかく、すこし触ってみよう。

Scripting

デフォルトのシーンで、Scripting タブをクリックし、Scripting ワークスペースに切り替える。

左側のウィンドウは、上は 3D ビューポート、Python コンソール、情報ウィンドウ で、右側はテキストエディターだ。基本的には、テキストエディターでプログラムを記述し、その実行結果を 3D ビューポート で確認する、という流れになる。

基本セットアップ

• テキストエディターの New（新規）を押し、テキストを作成

• Text（テキスト） > Save（保存）で、ファイルとして保存する

• テキストエディターに、import bpy と入力する

• 3D ビューポートで、A キーを押し、オブジェクトを全選択

• X キーを押し、すべてを削除する

左下の情報ウィンドウに、上で行った操作の実行文が表示される。

• コピーし 、テキストエディター上へペーストする

3D ビューポートでなんらかの操作を行うと、それに対応する Python 実行文が表示される。コピペできるので便利だ。

• デフォルトの立方体オブジェクトを追加し、同様に、実行文をコピペする

スクリプト全体は以下のようになる。

import bpy

bpy.ops.object.select_all(action='SELECT')
bpy.ops.object.delete(use_global=False)

bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(location=(0, 0, 0), scale=(1, 1, 1))

実行ボタンを押して、スクリプトを実行

このように、Python では、通常、テキストエディターに命令文を記述し、それに対応した 3D ビューポートでの結果を確認する、という流れになる。ファイルに保存しているので、後にいつでも開いて実行することができ、上の操作だけでも、一種のマクロスクリプトとしても使える。

Python の基礎

もちろん Python を始めプログラミング言語には、多数の概念や命令文があるが、ここでは、これだけを抑えておけば当座はなんとかなる、という、4 つの基礎、変数、繰り返し、分岐、関数、を紹介する。

Variable - 変数

変数は、数値や文字列などのデータを入れておくための箱のような存在で、例外はあるが、いつでもその箱のなかみを変更したり、取り出して利用することができる。

v = 5
t = "Hello"

v = 5
v = v + 10

上の場合、1 行目では、v には 5 が入り、2 行目では、5 + 10 の 15 が入る。

上の、myFirst.py の記述を以下のように変更してみる。

import bpy

bpy.ops.object.select_all(action='SELECT')
bpy.ops.object.delete(use_global=False)

bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(location=(0, 0, 0), scale=(1, 1, 1))
a = 4
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(location=(a, 0, 0), scale=(1, 1, 1))
a = a + 4
bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(location=(a, 0, 0), scale=(1, 1, 1))

2、3 番目の立方体追加行には、location の x 軸の値に、変数 a を指定している。このため、2 番目の立方体の x 位置は、4 が、3 番目の立方体の x 位置は、8 が適用される。

Loop - 繰り返し

上のように、同じ操作（立方体を追加する）を、何回か繰り返したい場合、for 文によるループがスマートな方法で、プログラミング言語の基本のひとつだ。

import bpy

bpy.ops.object.select_all(action='SELECT')
bpy.ops.object.delete(use_global=False)

for i in range(1 , 5):
    a = i * 4
    bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(location=(a, 0, 0), scale=(1, 1, 1))

import bpy

bpy.ops.object.select_all(action='SELECT')
bpy.ops.object.delete(use_global=False)

for i in range(1 , 5):
    a = i * 4
    bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(location=(a, 0, 0), scale=(1, i, i))

配列モディファイアのような操作だが、もちろん、応用範囲は広い。

if - 分岐

プログラミング言語の基本のひとつで、もし … ならば、… をしなさい、という操作になる。

たとえば、上の繰り返しを使ったスクリプト

import bpy

bpy.ops.object.select_all(action='SELECT')
bpy.ops.object.delete(use_global=False)

for i in range(1 , 10):    
    bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(rotation=(0, 0, 0), location=(0, 0, i), scale=(2, 2, 0.1))

たとえば、もし、繰り返しの数が 5 より大きいならば（上半分の立方体）、z 軸に 約 45度の回転を与えたい場合。

import bpy

bpy.ops.object.select_all(action='SELECT')
bpy.ops.object.delete(use_global=False)

for i in range(1 , 10):
    r = 0
    
    if i > 5:
        r = 0.78
    bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(rotation=(0, 0, r), location=(0, 0, i), scale=(2, 2, 0.1))

ちなみに、ランダムに 45度以内で、回転するパターン。

import bpy
import random

bpy.ops.object.select_all(action='SELECT')
bpy.ops.object.delete(use_global=False)

for i in range(1 , 10):
    r = random.uniform(0, 0.57)
    bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(rotation=(0, 0, r), location=(0, 0, i), scale=(2, 2, 0.1))

プログラムは、おおよそ、繰り返しと分岐でできている、といっても過言ではないと思う。

Function - 関数

関数は、なんらかの値を与えられると、関数内の操作に対応した値を出力したり、処理を行う機能。スクリプト内で頻出する処理をまとめる際に便利だ。

たとえば、上の処理にあるように、Python で使われる回転の単位は、通常の度（degree）ではなく、ラジアン（radian）になる。人間的にはすこしわかりづらいので、度による値を、ラジアンに変換するかんたんな関数を書いてみよう。

def toRadian(degree):
    return degree * ( math.pi / 180)

import bpy
import math

bpy.ops.object.select_all(action='SELECT')
bpy.ops.object.delete(use_global=False)

def toRadian(degree):
    return degree * ( math.pi / 180)


for i in range(1 , 19):
    bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(rotation=(0, 0, toRadian(i * 10)), location=(0, 0, i), scale=(2, 2, 0.1))
   

AI との連携

もちろん、さらに Python を学習して、より進んだ blender の操作を行うこともできるが、近年、AI の登場により、ChatGPTなどの AI と連携する方法も出てきた。

たとえば、10 個のオブジェクトにランダムなカラーを割り当てたい場合、シェーダー側で下のノードを設定することで実現できる。

また、単体のオブジェクトで、同様に 10 個の球で構成されている場合、cycles ならば下のシェーダーノードでランダムカラーが実現できるが、EEVEE では対応していない。

そこで、EEVEE でも同様の機能を実現するための python スクリプトを書きたいが、やや荷が重いため、ChatGPT に書いてもらった。

「ひとつのオブジェクト内の構造的に分離したパーツそれぞれにランダムなカラーを割り当てるblender のスクリプトを書いてください」
（Can you write a script which set different random color to each loose parts in a object of blender?）

import bpy
import bmesh
import random
import mathutils

# Ensure an object is selected and in object mode
obj = bpy.context.object
if obj is None or obj.type != 'MESH':
    raise Exception("Please select a mesh object.")

# Duplicate the original object (optional for safety)
bpy.ops.object.duplicate()
obj = bpy.context.object
obj.name = "ColoredLooseParts"

# Go to edit mode to separate loose parts
bpy.ops.object.mode_set(mode='EDIT')
bpy.ops.mesh.select_all(action='SELECT')
bpy.ops.mesh.separate(type='LOOSE')
bpy.ops.object.mode_set(mode='OBJECT')

# Get new separated objects
parts = bpy.context.selected_objects

# Function to create a random material
def create_random_material(name):
    mat = bpy.data.materials.new(name=name)
    mat.use_nodes = True
    bsdf = mat.node_tree.nodes.get("Principled BSDF")
    if bsdf:
        bsdf.inputs['Base Color'].default_value = [random.random(), random.random(), random.random(), 1]
        color_obj = mathutils.Color()
        color_obj.hsv = (random.random(), 1, 1)
    return mat

# Assign random materials to each loose part
for i, part in enumerate(parts):
    mat = create_random_material(f"RandomColor_{i}")
    if part.data.materials:
        part.data.materials[0] = mat
    else:
        part.data.materials.append(mat)

# Optional: join all parts back together
bpy.context.view_layer.objects.active = parts[0]
bpy.ops.object.join()

print(f"{len(parts)} loose parts found and colored.")

やや各色彩が淡めに設定されるので、プロンプトを変更。

「ひとつのオブジェクト内の構造的に分離したパーツそれぞれに、HSV カラーのランダムな色相を割り当てるblender のスクリプトを書いてください」
（Can you write a script which set different random hue of HSV color to each loose parts in a object of blender?）

import bpy
import bmesh
import random
from mathutils import Color

def assign_random_hue_materials_to_loose_parts(obj):
    # Make sure we're in Object mode
    if bpy.context.object.mode != 'OBJECT':
        bpy.ops.object.mode_set(mode='OBJECT')

    # Duplicate object to work on mesh data without affecting original
    bpy.ops.object.duplicate()
    dup_obj = bpy.context.active_object
    bpy.ops.object.convert(target='MESH')

    # Enter Edit mode to separate loose parts
    bpy.ops.object.mode_set(mode='EDIT')
    bpy.ops.mesh.select_all(action='SELECT')
    bpy.ops.mesh.separate(type='LOOSE')
    bpy.ops.object.mode_set(mode='OBJECT')

    # Delete the original duplicated object
    bpy.data.objects.remove(dup_obj, do_unlink=True)

    # Get new objects (the separated parts)
    parts = [obj for obj in bpy.context.selected_objects if obj.type == 'MESH']

    for part in parts:
        # Generate random hue
        hue = random.random()
        color = Color()
        color.hsv = (hue, 1, 1)

        # Create a new material
        mat = bpy.data.materials.new(name=f"RandomColor_{hue:.2f}")
        mat.use_nodes = True
        bsdf = mat.node_tree.nodes.get("Principled BSDF")
        if bsdf:
            bsdf.inputs["Base Color"].default_value = (color.r, color.g, color.b, 1.0)

        # Assign the material to the object
        if len(part.data.materials) > 0:
            part.data.materials[0] = mat
        else:
            part.data.materials.append(mat)
            
    # Optional: join all parts back together
    bpy.context.view_layer.objects.active = parts[0]
    bpy.ops.object.join()

# Make sure an object is selected
if bpy.context.object and bpy.context.object.type == 'MESH':
    assign_random_hue_materials_to_loose_parts(bpy.context.object)
else:
    print("Please select a mesh object.")

まとめ

このように、Python による操作によって、モディファイアやジオメトリノードでは実現がむつかしいモデリングやマテリアルの操作等が、とくに AI との連携を図ることで、比較的容易に実現できることがわかります。

ある意味、AI に上手に意図を伝えることで、自分だけのオーダーメイドのアドオンを手軽に作れるということにもなります。（実際、配布されているアドオンは Python で作られています）

ただその際も、Python のごく基本的な知識があると、デバッグや必要なカスタマイズも可能で、応用の幅が広がります。一種のホビーとしてもとてもおもしろいツールです。ぜひいちどトライしてみてください。参考まで。