【Blender科研绘图】案例4-CNT|碳纳米管#
0 前沿
嘿，朋友们。
这期给大家讲解 CNT 碳纳米管的建模及渲染过程。
难度：⭐⭐（需要知道最基础的知识，已经了解如何移动、旋转、缩放模型）
阵列修改器/粒子修改器/**[[骨架修改器]] / [[无背渲染]] **
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1 建模过程
我们使用的 Blender 最新版本 2.92(以后我们的教程会坚持使用最新版本的 Blender)
首先我们新建好一个文档，按 A 选择所有物体，然后按 X 快捷键进行删除
Shift+A 新建一个【圆环】，如下图所示
注意点：添加好【圆环】之后点左下角的‘添加圆环’打开二级菜单，如下图
将顶点数目设置为 6，此时圆环变成了 6 边形
然后点击键盘左上角‘~'进入视图选择，选择顶视图（有小键盘的朋友可以点小键盘的数字 8 快速进入顶视图）
按 Tab 或者在左上角选择编辑模式从而进入编辑模式
按上排数字键盘进入点选择模式，然后按 A 进行全选所有点，按 F 键，可以将所选点填充为一个面
注意点 / 难点：按 Shift+D 进行复制，将复制出来的六边形拖出来后，按右键取消移动，下图展示了 Shift+D 移动鼠标状态下模型复制的情况。（注意此时必须要在编辑模式下进行）
上一步按了右键之后此时只能看到一个六边形，其实此刻是两个六边形重叠在了一起，所以只能看到一个
选择下图所示的点（六边形右上方的小白点），然后按快捷键 L 进行加选（必须先选择点，然后再按 L）（按 L 系统会自动帮你把电脑认为是相关的部分选择，按两下 L，或者更多次 L，选择就会继续扩大选择）
上一步选择好之后，在菜单栏上面或者下面那个链条选项下勾选活动元素
此刻，分别按 R, Z, 然后输入 120（R 表示旋转，按 Z 代表绕 Z 轴旋转，120 代表旋转 120 度），输入完之后按 Enter 进行确认（这是让六边形绕着这个选择的点进行旋转），效果如下图
复制好之后，继续进行复制，然后按右键取消移动（选择右边的六边形，如果你不小心取消了选择，那么你在右边的六边形上面随便选择一个点按 L 就可以自动选择整个六边形）
之后选择如下图所示的小白点的位置（和刚刚小白点是同样的位置，其实不一定选择下图推荐的小白点，选择其它点旋转也可以，但是角度可能需要变换一下），按 L 进行扩选，最后再分别按 R, Z, 120 输入完之后按 Enter 进行确认即可得到下图
同样的道理，将上面复制出来的第三个六边形进行复制，随便在其上面点一个点，按 L 进行扩充选择，Shift+D 进行复制，按鼠标右键取消选择，最后在下图所示小白点的位置点击
再按 R，Z，-120 按 Enter 进行确认得到下面阵列
此时按 A 全选所有的六边形，因为复制出来的六边形有边和点是重合的，所以我们按 M，选择按距离进行合并距离很近的边和点
然后再按 Tab 回到物体模式或者左上角选择退出编辑模式进入物体模式
在右侧添加【阵列修改器】
分别将数量设置为 6，相对偏移中的 X 设置为偏移 0.8，这一步的意思为让我们制作出来的模型沿着 X 轴移动 0.8 个自身的大小，最后再勾选合并可以优化模型
同样为了更清楚看清模型的边，我们在视图叠加层选项中勾选线框
复制完沿着 X 轴，我们再添加一个【阵列修改器】，此时将数量也设置为 6，取消勾选相对偏移，勾选恒定偏移，将模型沿着 Y 轴移动 3 m 进行复制，最后一定不要选择合并，否则模型会乱掉（3 m 是根据模型的大小算出来的，当然自己也可以试试大概为多少可以重合为下图）
选择物体之后，添加【线框修改器】，将厚度设置为合适值，这里推荐为 0.16 m，同时勾选边界范围优化边界模型的面（如果不勾选边界范围，大家可以换一下角度看一下边缘，可以发现会有缺面的情况）
现在边框骨架仍然为棱角尖锐的模型，我们添加一个【倒角修改器】，推荐将宽度设置为 0.3 m，段数为 2 或 3（段数也高骨架越圆滑，但是会提高系统资源占用）
然后右键点击模型，选择平滑着色，即可完成骨架
现在开始添加骨架上的原子，首先添加粒子系统，在右侧点击加号后，选择点击毛发
之后按 Shift+A 添加一个【经纬球体】，按 G，然后按 X 将球体沿着 X 轴移走（我们想添加一个球体并将球体附着在骨架节点上作为原子）
再回到粒子修改器设置部分，注意必须选择整个框架，而不是选择球体，在源中将发射源设置为顶点，勾选使用修改器堆栈，并取消勾选随机顺序，并在渲染里面将渲染为选项设置成物体，最后将实例物体选择为球体，具体可参考下图
此时，部分骨架交点可能有多个原子，只需要在修改器中调整粒子设置的位置到线框之前即可，我们的石墨烯就建好了
在此基础，Shift+A 添加一个【贝塞尔圆】，注意是贝塞尔圆，而非网格里面的圆环
按 R，按 X，然后输入 90，按 Enter，将其绕 X 轴旋转 90°
此时，点击石墨烯骨架（一定要旋转骨架之后再添加），添加【曲线修改器】，在曲线物体选项中选择贝塞尔圆。效果见下图
此刻点击贝塞尔圆环（注意不要选择骨架，去选择贝塞尔圆环）
按快捷键 S，对贝塞尔圆环进行缩放，大概是选择 3.312 倍，只要圆环首位相接即可
此时选择 CNT 骨架，一定要选择骨架而非贝塞尔圆环，将曲线修改器移动到粒子设置前面，同时可以添加一个【焊接修改器】，将其距离设置为 0.1 m 使模型更加完美
同时对球体进行平滑着色
2 材质添加
再在右上角的小漏斗图标将下图所示的图标进行勾选
然后在右上角，将球体的眼睛和照相机图标关掉，表示其视图和渲染不可见（注意一定是把球体，而不要把圆环的眼睛和照相机图标关了
按快捷键 Z 进入材质预览模式
然后取消勾选场景世界
选择球体，然后选择右下角的红色小地球图标，再按下图所示，点加号，点击新建添加的材质，在基础色选择自己喜欢的颜色，可以调高金属度调高原子的金属感（随意选择）
同样选择骨架，添加新材质
选择自己喜欢的颜色，然后调整差不多的金属度，同时大家可以自己试试次表面颜色和粗糙度。我们的模型和材质就彻底完成了
3 [[渲染设置]]
选择右下角小电视图标，进行渲染设置，将渲染引擎勾选为 Cycles，设备选择为 GPU（没有也无所谓用 CPU 即可），降噪随便设置，推荐为 OpenImageDenoise
同时很关键的一步，要在胶片里面勾选透明，这时候渲染出来的图片就为无背景的了
然后 Shift+A 添加一个【[[日光]]】，然后按 G，Z 移动合适的距离
选择右下角小绿灯泡，将强度设置为 10，然后取消勾选投射阴影（将不会产生阴影）如果觉得暗可以自己调高亮度或者再添加其它的灯光
最后 Shift+A 添加一个【[[摄像机]]】
有小键盘的朋友可以按 Ctrl+Alt+0（小键盘上的 0），将当前视图设置为摄像机，如果大家使用的是笔记本，可以按下图操作
此时点击右边的隐藏小箭头打开二级菜单或者按 N 可以弹出二级菜单
选择视图界面，勾选锁定相机到视图方位
然后就可以滚动滚轮和 Shift 来调整自己想渲染的角度了
最后按 F12，进行[[渲染输出]]
进行保存既可，导入 PPT 或者 PS 即可，可以自行调整对比度饱和度及亮度
志志朋
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