Blender 教程: 为角色制作可动画的 2D 表情贴图

在本教程中，我们将指导你如何在 Blender 中为一个 3D 角色头部模型制作一个可动画的 2D 表情系统。我们将使用一系列 PNG 图片作为不同的面部表情，并将它们投射到头部模型上。最终，你将能够通过控制一个简单的圆形对象来轻松切换角色的表情。

本教程适合对 Blender 有一定基础，并希望学习角色表情绑定和动画技巧的用户。

通过本教程，你将学到：

• 如何在 Blender 中导入并使用“图像作为平面” (Images as Planes)。
• 如何配置图像序列以实现动画效果。
• 如何调整材质节点，使 2D 表情贴图不受光照影响并正确显示透明度。
• 如何使用“收缩包裹” (Shrinkwrap) 修改器将平面贴合物体表面。
• 如何使用驱动器 (Drivers) 将一个对象的属性链接到另一个对象的属性，以创建控制器。
• 如何使用约束 (Constraints) 来限制控制器的运动范围。
• 基本的动画关键帧设置。

准备工作

• Blender: 教程中使用版本 4.4.0。
• 一个头部 3D 模型: 你需要一个基础的头部模型用于投射表情。教程中已有一个名为 Head 的对象。
• 表情图片序列: 一套 PNG 格式的图片，每张图片代表一种表情，并已处理好透明背景。文件名应按序列命名 (例如 001.png, 002.png, ..., 007.png)。教程中使用了7张表情图片。

步骤一: 导入并设置表情平面

1. 在 Blender 的 3D 视图中，确保你的头部模型（教程中为 Head 对象）已准备好。
2. 按下 Shift + A 打开添加菜单，选择 Image -> Images as Planes。
3. 在弹出的文件浏览器中，导航到你的表情图片序列所在的文件夹，选择第一张表情图片 (例如 001.png)，然后点击右下角的 "Import Images as Planes" 按钮。
4. 选中刚导入的平面。为了让它正对前方，我们需要旋转它：
   • 按下 R (旋转)，然后按 X (沿X轴)，输入 90，然后按 Enter。此时平面应该竖立起来。
5. 将平面稍微向前移动，使其位于头部模型的前方，但不要穿透模型：
   • 按下 G (移动)，然后按 Y (沿Y轴)，向前拖动鼠标，或输入一个小的正值，然后点击确认。
6. 切换到 正交前视图 (Front Orthographic View) (通常按数字键盘 1) 以便更好地观察。

步骤二: 设置渲染背景透明

为了在最终渲染时只看到角色和表情，而背景是透明的，我们需要调整渲染设置。

1. 在右侧的属性面板中，找到 渲染属性 (Render Properties)（图标通常是一个小相机）。
2. 将 Render Engine 从默认的 Eevee更改为 Cycles。
3. 在其下方的 Device 选项中，选择 GPU Compute（如果你的电脑支持 GPU 计算，这会更快）。
4. 向下滚动找到 Film（胶片）部分，展开它。
5. 勾选 Transparent 复选框。现在，如果你切换到渲染预览模式（按 Z 键选择 Rendered），背景应该会变成棋盘格，表示透明。

步骤三: 配置图像序列着色器

现在我们需要告诉 Blender 我们使用的是一个图片序列，而不是单张图片。

1. 保持表情平面被选中。
2. 切换到 Blender 顶部的 Shading (着色)工作区。
3. 在底部的着色器节点编辑器中，你会看到一个 Image Texture (图像纹理) 节点（当前显示的是你导入的第一张图片，如 001.png）连接到一个 Principled BSDF 节点。
4. 在 Image Texture 节点上：
   • 找到 Source (源) 属性，当前默认为 Single Image (单个图像)。点击它，从下拉菜单中选择 Image Sequence (图像序列)。
   • 点击节点上文件名旁边的小文件夹图标，重新打开文件浏览器。
   • 按 A 全选文件夹中所有的表情图片 (001.png 到 007.png)，然后点击 "Open Image"。
   • 现在，Image Texture 节点会显示序列的第一张图片，并且 Frames (帧数) 属性会更新为你图片序列的总数量（教程中是 7）。
   • 确保 Cyclic (循环) 和 Auto Refresh (自动刷新) 复选框都被勾选。

步骤四: 使表情材质不受光照影响且透明

为了让 2D 表情看起来像是卡通贴图，而不是受场景光照影响的 3D 物体，我们需要修改其材质。

1. 调整光线可见性 (Ray Visibility):
   • 在右侧的属性面板中，找到 对象属性 (Object Properties)（图标是一个橙色方块）。
   • 向下滚动找到 Visibility (可见性) 部分，展开它。
   • 在 Ray Visibility (光线可见性) 子部分中，取消勾选以下所有选项：Diffuse, Glossy, Transmission, Volume Scatter, 和 Shadow。这样做可以确保该平面不会接收或投射阴影，也不受复杂光照计算的影响。
2. 修改着色器节点:现在，表情贴图应该是自发光的，并且其透明部分能够正确显示。
   • 回到 Shading 工作区的节点编辑器。
   • 选中并删除 (X 键) 默认的 Principled BSDF 着色器节点。
   • 按下 Shift + A 打开添加菜单，搜索并添加 Emission (自发光) 着色器节点。
   • 再次按下 Shift + A，搜索并添加 Transparent BSDF (透明 BSDF) 着色器节点。
   • 最后，按下 Shift + A，搜索并添加 Mix Shader (混合着色器) 节点。
   • 现在连接节点：
     1. 将 Image Texture 节点的 Color 输出 (黄色圆点) 连接到 Emission 节点的 Color 输入。
     2. 将 Emission 节点的 Emission 输出连接到 Mix Shader 节点的底部 Shader 输入。
     3. 将 Transparent BSDF 节点的 BSDF 输出连接到 Mix Shader 节点的顶部 Shader 输入。
     4. 将 Image Texture 节点的 Alpha 输出 (灰色圆点) 连接到 Mix Shader 节点的 Fac (系数) 输入。
     5. 将 Mix Shader 节点的 Shader 输出连接到 Material Output (材质输出) 节点的 Surface (表面) 输入。

步骤五: 将表情平面贴合到头部模型

为了让 2D 表情能够随着 3D 头部的曲面变形，我们需要细分平面并使用“收缩包裹”修改器。

1. 切换回 Blender 顶部的 Layout (布局) 工作区。
2. 选中表情平面。
3. 按 Tab 键进入 编辑模式 (Edit Mode)。
4. 确保所有顶点都被选中 (如果没有，按 A 全选)。
5. 右键点击，选择 Subdivide (细分)。
6. 在 3D 视图左下角弹出的 Subdivide 操作框中，将 Number of Cuts (切割次数) 多次增加，直到平面有足够多的细分以适应头部的曲面（增加到 10）。
7. 再次右键点击并选择 Subdivide，这次将 Number of Cuts 设为 1 (或根据需要调整，以获得更平滑的细分)。
8. 按 Tab 键返回 物体模式 (Object Mode)。
9. 在右侧的属性面板中，选择 修改器属性 (Modifier Properties)（图标是一个扳手）。
10. 点击 Add Modifier (添加修改器)，在 Deform (形变)类别中找到并选择 Shrinkwrap (收缩包裹)。
11. 在 Shrinkwrap 修改器设置中：
    • 点击 Target (目标) 旁边的吸管图标，然后在 3D 视图中点击你的头部模型（Head对象）。或者，直接从下拉列表中选择头部模型。
    • 调整 Offset (偏移) 值，例如设置为 0.01m。这个值会使表情平面稍微离开头部表面一点点，以防止穿插。

现在，表情平面应该已经贴合在头部模型的表面了。

步骤六: 创建表情控制器并用驱动器链接

我们将创建一个简单的圆形对象作为控制器，通过移动这个控制器来切换不同的表情。

方法一：直接关键帧 Offset (简单但不灵活)
你可以直接在 Shading 工作区，选中表情平面的 Image Texture 节点，在 Offset 属性上设置关键帧来切换表情。在时间轴上移动到不同帧，更改 Offset 值（0 代表第一张图，1 代表第二张，以此类推，因为我们有7张图，所以有效值是0-6），然后对 Offset 属性按 I 键插入关键帧。为了实现表情的瞬间切换，可以在时间轴编辑器中选中所有关键帧，右键点击选择 Interpolation Mode -> Constant。

方法二：使用驱动器 (推荐)
这种方法更强大且易于管理。

1. 创建控制器对象:
   • 确保处于 物体模式 (Object Mode)。
   • 按下 Shift + A，选择 Mesh -> Circle (圆环)。
   • 旋转圆环使其面向前方：按 R X 90 Enter。
   • 调整圆环大小和位置：按 S 缩放，按 G X 将其移动到角色头部的一侧，方便操作。
   • 应用变换: 选中圆环，按 Ctrl + A，选择 Rotation (旋转)。再次按 Ctrl + A，选择 Scale (缩放)。这会将旋转和缩放的当前状态设为默认值。
2. 设置驱动器:
   • 选中创建的圆环控制器。在右侧属性面板的 对象属性 (Object Properties) 中，找到 Transform (变换) -> Location (位置)。
   • 右键点击 Z 坐标值，选择 Copy as New Driver (复制为新驱动器)。
   • 选中表情平面。切换到 Shading 工作区。
   • 在 Image Texture 节点的 Offset 属性上右键点击，选择 Paste Driver (粘贴驱动器)。此时 Offset 属性会变成紫色，表示它由驱动器控制。
3. 配置驱动器:
   • 在 Blender 界面任意一个编辑器窗口的左上角，点击编辑器类型图标（例如，如果当前是 3D 视图，图标可能是个小方格），从下拉菜单中选择 Drivers (驱动器)。
   • 在驱动器编辑器的左侧列表中，展开表情平面的对象 (如 001) -> Shader Nodetree -> Image Texture (或者你为图片纹理节点命名的名称) -> Offset (Image User)。点击它。
   • 在驱动器编辑器的右侧（通常按 N 键调出属性栏，如果未显示），找到 Drivers 标签页。
   • 在 Variables (变量) 部分，你会看到一个名为 var (或类似名称) 的变量，它代表了我们复制的圆环Z轴位置。将这个变量的名称更改为更有意义的词，例如 Emotion。
   • 将 Type (类型) 从 Averaged Value (平均值) 改为 Scripted Expression (脚本表达式)。
   • 在 Expression (表达式) 输入框中，输入 round(Emotion * 10)。这里的 Emotion 就是你上一步重命名的变量名。乘以 10 是为了让控制器在 Z 轴上移动较小的距离（如0.1米）就能使 Offset 改变1（即切换到下一张图）。round()函数用于取整，确保我们得到整数帧号。
     • 注意: 教程中最初的表情帧数是 7 (Offset 0-6)。如果控制器Z轴移动 0.1m 对应 Offset 变化 1，那么控制器从Z=0移动到Z=0.6m就能遍历所有表情。
   • 重要：在驱动器编辑器中，展开 Shader Nodetree -> Image Texture 下的 Offset (Image User) 时，下方会显示出该 Image Texture 节点的属性。找到 Frames 属性（注意，这不是指图片序列的总帧数，而是指动画播放时，每一帧图像序列自身前进多少帧）。将其值从默认的7（或你的图片总数）改为 1。这确保了驱动器直接控制 Offset 时，Offset 值的改变就是图像序列帧号的改变。
4. 约束控制器运动:
   • 选中圆环控制器。
   • 在右侧属性面板中，选择 对象约束属性 (Object Constraint Properties)（图标是一个链条）。
   • 点击 Add Object Constraint (添加对象约束)，选择 Limit Location (限制位置)。
   • 勾选 Minimum Z 和 Maximum Z。
     • 将 Minimum Z 设为 0m。
     • 由于我们有7个表情 (Offset 0到6)，并且驱动器表达式是 Emotion * 10，所以当控制器Z轴位置 (Emotion) 为 0.6 时，Offset 会是 6。因此，将 Maximum Z 设为 0.6m。
   • 勾选下方的 Affect Transform 复选框。
5. 父子化对象:
   • 首先选中表情平面 (例如 001)。
   • 按住 Shift 键，加选圆环控制器。
   • 再按住 Shift 键，加选头部模型 (Head)。确保头部模型是最后选中的，高亮边框颜色不同。
   • 按下 Ctrl + P，选择 Object (Keep Transform)。现在，移动或旋转头部模型时，表情平面和控制器都会跟随。

步骤七: 动画化表情

现在你可以通过移动圆环控制器来改变角色的表情了。

1. 选中圆环控制器。
2. 在时间轴 (Timeline) 编辑器中（如果底部没有，可以将某个窗口切换到 Timeline 编辑器）。
3. 移动到时间轴的某一帧，例如第 1 帧。
4. 在 3D 视图中，按下 G 然后 Z，向上或向下移动圆环控制器。观察角色头上的表情变化。
   • 当圆环 Z 轴位置为 0m 时，显示 Offset 0 的表情 (第一张图)。
   • 当圆环 Z 轴位置为 0.1m 时，显示 Offset 1 的表情 (第二张图)。
   • ...
   • 当圆环 Z 轴位置为 0.6m 时，显示 Offset 6 的表情 (第七张图)。
5. 确定好某一帧的表情后，在圆环控制器的 Location Z 属性上（位于对象属性面板）右键点击，选择 Insert Single Keyframe (插入单个关键帧)，或者直接将鼠标悬停在 3D 视图中按 I 然后选择 Location。
6. 移动到时间轴的另一帧，再次调整圆环控制器的 Z 轴位置以选择不同表情，然后再次插入关键帧。
7. 为了让表情瞬间切换，而不是平滑过渡：
   • 在时间轴编辑器中，确保选中了你设置的所有关键帧。
   • 右键点击，选择 Interpolation Mode (插值模式) -> Constant (恒定)。

现在播放动画，你应该能看到角色的表情根据你设置的关键帧进行切换了。

总结

通过本教程，你学会了两种在 Blender 中为角色创建和动画化 2D 表情的方法，重点学习了如何使用图像序列、调整材质使其不受光照影响、使用收缩包裹修改器贴合表面，以及通过驱动器和控制器来高效管理和动画化表情切换。这种技术对于制作风格化角色动画非常有用，可以快速赋予角色生动的个性。

你可以进一步扩展这个系统，例如添加更多的表情，或者使用更复杂的控制器来同时控制眼睛、嘴巴等不同部位的表情组合。