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2025-09-04 08:51:38 +08:00

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3D 光学系统建模工具

这个项目可以将 JSON 格式的光学系统数据转换为 3D 模型，使用 Blender 生成高质量的可视化结果。

🚀 功能特色

精确几何建模: 支持平面、抛物面、双曲面等光学面型
智能材质系统: 自动应用金属、透明、发光材质
多格式输出: 生成 OBJ、GLB、Blender 文件和渲染图像
自动场景设置: 包含相机、灯光和渲染配置
错误处理: 完善的异常处理和日志输出

📋 系统要求

Blender 3.6+ (推荐 4.0+)
Python 3.11+
操作系统: Windows, macOS, Linux

🛠️ 安装

1. 安装 Blender

从官网下载并安装: https://www.blender.org/download/

2. 验证安装

# 确保可以从命令行访问Blender
blender --version

3. 准备数据文件

确保您的 JSON 数据文件格式正确，包含以下结构：

{
    "p": [0.0, 0.0, 0.0],
    "q": [1.0, 0.0, 0.0, 0.0],
    "name": "",
    "children": [
        {
            "p": [x, y, z],
            "q": [w, x, y, z],
            "name": "对象名称",
            "face_type": "symm",
            "face_geometry": "plane|parabola|hyperbola",
            "face_f": 1.0,
            "face_g": 1.0,
            "draw_material": "metal|nothing"
        }
    ]
}

🎯 使用方法

---------------------阅读到此请直接阅读 use.md 以下暂时废弃----------------------------------

方法 1: 使用运行脚本（推荐）

python run_blender.py -i jsonfile.json

方法 2: 直接运行 Blender 脚本

blender --background --python toModel.py

方法 3: 在 Blender GUI 中运行

打开 Blender
切换到 Scripting 工作区
打开 toModel.py 文件
点击运行按钮

综合

✅ 融合光学系统脚本执行成功！

📁 输出文件

运行成功后，将生成以下文件：

文件名	格式	用途
`optical_system.obj`	OBJ	通用 3D 模型格式，可在大多数 3D 软件中打开
`optical_system.glb`	GLB	Web 友好格式，适合在线展示
`optical_system.blend`	Blender	完整的 Blender 工程文件，包含所有材质和设置
`optical_system_render.png`	PNG	高质量渲染图像

⚙️ 配置选项

几何体类型支持

plane: 平面镜/透镜
parabola: 抛物面镜，使用 face_f 参数控制焦距
hyperbola: 双曲面镜，使用 face_f 和 face_g 参数

材质类型

metal: 金属反射材质（淡蓝色）
nothing: 透明材质（10%不透明度）
其他: 发光材质（橙色光）

渲染设置

分辨率: 1920x1080
引擎: Cycles（支持高质量材质）
格式: PNG

🔧 自定义

修改材质

编辑 toModel.py 中的材质创建函数：

def create_metal_material():
    # 修改金属材质属性
    bsdf.inputs["Base Color"].default_value = (R, G, B, A)
    bsdf.inputs["Metallic"].default_value = 0.0-1.0
    bsdf.inputs["Roughness"].default_value = 0.0-1.0

调整几何体精度

修改分辨率参数：

mesh = create_parabolic_surface(face_f, size=2.0, resolution=64)  # 更高精度

修改渲染设置

scene.render.resolution_x = 3840  # 4K分辨率
scene.render.resolution_y = 2160

🐛 故障排除

常见问题

Q: 找不到 Blender

❌ 错误：未找到Blender安装

A: 确保 Blender 已正确安装并添加到系统 PATH 中

Q: 几何体创建失败

创建几何体时出错: ...

A: 检查 JSON 数据中的 face_f 和 face_g 参数是否为有效数值

Q: 导出失败

模型导出失败

A: 确保有写入权限，检查磁盘空间

调试技巧

查看详细日志: 脚本会输出详细的创建过程
检查 JSON 数据: 确保所有必需字段都存在
逐步运行: 在 Blender GUI 中逐步执行脚本

📈 性能优化

大型数据集

对于超过 100 个对象的数据集，考虑分批处理
降低几何体分辨率以提高性能
使用后台模式避免 GUI 开销

内存使用

大型模型可能需要 8GB+内存
监控内存使用，必要时重启 Blender

🤝 贡献

欢迎提交 Issue 和 Pull Request 来改进这个工具！

📄 许可证

本项目采用 MIT 许可证。

🙏 致谢

Blender Foundation 提供的优秀 3D 建模软件
光学系统设计社区的支持和反馈

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