从零开始在Blender中导出布料动画到GLTF/USD

本文记录一个菜鸡完整的在Blender中创建布料动画并导出为glTF/USD格式的过程，作为笔记供后续查阅。

创建布料动画

本部分完全参考Gemini给出的流程（不得不说Gemini已经强到可以教人用Blender的程度了）：

在Blender中制作“风吹晾衣绳上的床单”是布料模拟（Cloth Simulation）的一个经典案例。这涉及到三个核心环节：布料设置（Cloth）、固定点（Pinning）和风力场（Wind Force Field）。

以下是详细的分步教程：

第一步：场景建模 (Modeling)

1. 创建床单：
   • Shift + A 新建一个 Plane (平面)。
   • R -> X -> 90 将其立起来。
   • S -> X 拉宽，使其变成长方形（像床单一样）。
2. 细分网格 (至关重要)：
   • 布料需要足够的顶点才能弯曲。
   • 选中平面，进入 Edit Mode (Tab键)。
   • 右键 -> Subdivide (细分)。在左下角菜单中，将 Number of Cuts 设为 50 或更高（网格越密，褶皱越细腻，但计算越慢）。
3. 创建晾衣绳：
   • 回到 Object Mode。
   • Shift + A 新建一个 Cylinder (圆柱体)。
   • 将其旋转、缩放，做成一根细长的棍子，放在床单的上方边缘处。

第二步：设置固定点 (Pinning)

这是让床单“挂”在绳子上而不是掉下去的关键。

1. 选中床单，进入 Edit Mode。
   • 如果你希望床单是搭在绳子上：选中床单中间的一排顶点。
   • 如果你希望床单是被夹子夹住：选中床单顶部边缘的两个或多个点（模拟夹子的位置）。
2. 设置顶点组：
   • 在右侧属性面板，点击绿色倒三角图标 (Object Data Properties)。
   • 在 Vertex Groups 栏点击 + 号。
   • 将其命名为 "Pin"（或者"Holder"）。
   • 点击 Assign 按钮（此时权重 Weight 为 1.0）。
3. 回到 Object Mode。

第三步：添加物理属性 (Physics)

1. 给晾衣绳添加碰撞：
   • 选中晾衣绳。
   • 在右侧属性面板，点击蓝色圆圈图标 (Physics Properties)。
   • 点击 Collision (碰撞)。这样床单碰到绳子时不会穿过去（如果你的固定点做得很好，这一步可以选做，但加上更真实）。
2. 给床单添加布料系统：
   • 选中床单。
   • 点击 Physics Properties -> Cloth (布料)。
   • 关键设置 1 (Shape)：
     • 向下滚动找到 Shape 选项卡。
     • 在 Pin Group 中，选择刚才创建的 "Pin" 顶点组。
     • 解释：这告诉Blender，除了这些被选中的点不动（或跟随父级），其他部分都要受重力影响掉下来。
   • 关键设置 2 (Collisions)：
     • 向下滚动找到 Collisions。
     • 勾选 Self Collisions (自碰撞)。这非常重要，否则风吹的时候床单会穿插进自己身体里。

第四步：添加风场 (The Wind)

1. Shift + A -> Force Field (力场) -> Wind (风)。
2. 使用 G (移动) 和 R (旋转) 将风场放置在床单的侧面或正面，箭头指向床单。
3. 调整风力参数：
   • 选中风场对象，去右侧属性面板（最后一个图标 Physics）。
   • Strength (强度)： 默认值太小，对于布料通常需要设为 1000 到 5000 甚至更高，取决于你的场景比例。
   • Noise (噪波)： 设为 1.0 到 5.0 之间。
   • 解释：Noise非常重要，它让风忽大忽小，产生自然的“飘动感”，而不是像吹风机一样死板地吹。

第五步：调整与运行模拟

1. 播放动画：
   • 按下 Space (空格键) 播放。你应该能看到床单下垂，并被风吹动。
   • 注意：如果电脑卡顿，这是正常的，布料解算需要时间。
2. 美化床单外观：
   • 选中床单，右键 -> Shade Smooth (平滑着色)。
   • 在右侧 Modifier Properties (蓝色扳手) 面板：
     • 布料修改器(Cloth)应该在最上面。
     • 添加 Solidify Modifier (实体化)：增加一点 Thickness (厚度)，让床单看起来不是纸片。
     • 添加 Subdivision Surface (表面细分)：放在最后，让褶皱更圆润。
3. 微调物理参数 (Cloth Settings)：
   • Stiffness / Tension: 如果床单看起来像橡胶，增加 Tension (张力)。
   • Damping (阻尼): 如果床单抖动得太厉害，增加 Air Viscosity (空气粘滞度) 或 Damping。
   • Quality Steps: 如果穿模严重，将 Cloth 设置最上方的 Quality Steps 从 5 提高到 10 或 12。

进阶技巧 (让效果更真实)

• 模拟夹子运动： 如果你想做夹子夹住床单的效果，你可以创建夹子模型，然后使用 Vertex Parenting (选中夹子，选床单，进编辑模式选顶点，Ctrl+P -> Make Vertex Parent)，这样夹子就会跟着布料的那个点一起晃动。
• 烘焙 (Baking)： 当你对效果满意后，在布料设置的 Cache 选项卡下，点击 Bake。这样Blender会把运算结果存入内存/硬盘，之后拖动时间轴就会非常流畅，渲染时也不会出错。

常见问题排错

• 床单穿过绳子了？ 检查绳子是否加了 Collision，或者增加布料的 Collision Quality。
• 风吹不动？ 增加 Wind 的 Strength，或者检查风的箭头方向是否对准了床单。
• 床单掉下去了？ 检查 Cloth 设置里的 Pin Group 是否选中了正确的顶点组。

效果（这里没有固定床单）：

烘焙为顶点动画

由于大部分目标格式glTF/USD都不支持Blender的物理模拟系统，所以我们需要先把布料动画烘焙成顶点动画（Vertex Animation），这一步是通过导出为MDD格式实现的。首先从Blender的插件市场安装 NewTek MDD Format：

在Blender完成Bake布料动画之后，记得在第一帧按 Ctrl + A Apply Transform 应用变换。此时确保你的modifiers都是启用的状态（比如Solidify和Subdivision），然后选中布料对象，点击 File -> Export -> MDD (.mdd)，选择一个路径保存MDD文件。这里启用modifier的目的是让烘焙的顶点动画包含所有修改器的效果，而不仅仅是原始的布料模拟结果。

因为带shape key的模型无法再应用modifier，所以在导入MDD之前需要先把Subdivision和Solidify的效果Apply到模型上。Cloth模拟的结果已经烘焙到顶点动画里了，所以可以直接删掉这个modifier。

此时选中床单，把刚刚导出的MDD文件导入到这个对象上，会发现动画已经成功地应用到模型上了：

对应的，Data-Shape Keys也会出现一堆关键帧。

导出为glTF/USD

这一步没什么好说的，和普通的流程类似。需要注意的是虽然两者都提供了基于weight的顶点动画支持，大部分第三方软件比如f3d等对于glTF的顶点动画支持都非常有限，所以如果需要在其他软件中使用，建议导出为USD格式。