薛山

魔方玩家在我看來(lái)分為三種，一是不懂原理的佛系玩家，三階魔方可能都要擰很久才能還原，第二種是明白怎么玩的玩家，其實(shí)還原一個(gè)被打亂的魔方就是做一道層先法的數(shù)學(xué)題。而第三種就是像我這樣雖然不懂解密，但會(huì)用Blender做一個(gè)魔方來(lái)讓它“自動(dòng)還原”的“高階玩家”，本期我就來(lái)教大家怎樣實(shí)現(xiàn)這一效果，輕松制霸朋友圈。

第一步：制作魔方的小方塊

這次的教程基于三階魔方來(lái)設(shè)計(jì)，三階魔方總計(jì)由3×3×3，也即27個(gè)小方塊組成，所以我們首先要做一個(gè)單獨(dú)的小方塊，可以利用Blender默認(rèn)的方塊來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但建議大家養(yǎng)成嚴(yán)格恪守現(xiàn)實(shí)比例的習(xí)慣，對(duì)于魔方來(lái)說(shuō)，單獨(dú)的小方塊可以近似取一個(gè)1cm邊長(zhǎng)，應(yīng)用縮放后加載一個(gè)倒角修改器，調(diào)整數(shù)值后進(jìn)入編輯模式，將所有面內(nèi)插一定范圍再沿法向向內(nèi)擠出，就能獲得如圖1的效果了，這個(gè)內(nèi)嵌的面就是我們魔方的顏色面（如圖1）。

第二步：上色并制作三階魔方

因?yàn)槲覀冎谱鞯哪Х绞橇骟w，所以只需要給小方塊的每個(gè)面賦予不同的顏色，再堆疊起來(lái)就滿足魔方的要求了。首先我們要給魔方做一個(gè)黑色的基本色，也就是邊框的顏色，然后可以在編輯模式下給每一個(gè)內(nèi)嵌面新增不同顏色的材質(zhì)，在這里我選擇的是黑白紅綠藍(lán)黃紫。

這時(shí)候有一個(gè)非常關(guān)鍵的操作，如圖2所示，將小方塊的旋轉(zhuǎn)屬性從默認(rèn)的XYZ歐拉切換為四元數(shù)運(yùn)算WXYZ，只有這樣才能保證我們后續(xù)“擰魔方”的操作不會(huì)出現(xiàn)莫名其妙的旋轉(zhuǎn)方向問(wèn)題。

完成設(shè)置后，如圖3所示，為小方塊在X、Y、Z方向以1個(gè)單位的間隔分別添加3個(gè)數(shù)量的陣列，這樣我們的魔方就算是整體完成了。當(dāng)然，如果想要獲得更真實(shí)的視覺(jué)效果，還可以通過(guò)著色器來(lái)添加金屬度、糙度、凹凸等細(xì)節(jié)，在這里大家就自由發(fā)揮吧，我們接下來(lái)就做魔方的旋轉(zhuǎn)效果。

第三步：間隔數(shù)幀為魔方增加旋轉(zhuǎn)效果

應(yīng)用所有修改器之后，首先是將魔方的原點(diǎn)設(shè)置為幾何中心，也就是整個(gè)魔方的中心點(diǎn)，這個(gè)步驟十分關(guān)鍵。完成后進(jìn)入編輯模式全選所有面，按松散塊分離每一個(gè)小方塊，這時(shí)候所有小方塊的原點(diǎn)都在大魔方的中心，所以它們都會(huì)整齊地以中心為基點(diǎn)按X、Y、Z軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，符合魔方的運(yùn)轉(zhuǎn)方式（圖4）。

接下來(lái)的操作就簡(jiǎn)單了，首先是全選所有小方塊，并在第一幀打上旋轉(zhuǎn)關(guān)鍵幀，然后到你想要的幀數(shù)，比如第10幀，開(kāi)啟透視模式的情況下全選任意面的9個(gè)小方塊沿軸旋轉(zhuǎn)，就能得到如圖4的效果了，這里要注意，需要如圖5所示，在時(shí)間軸里將所有方塊關(guān)鍵幀運(yùn)動(dòng)插值類型從默認(rèn)的貝塞爾切換到線性，不然會(huì)出現(xiàn)小方塊之間有時(shí)間差的問(wèn)題。接下來(lái)只需要每間隔10幀，選不同的面以不同的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，記得一定要全選所有方塊后再打上旋轉(zhuǎn)關(guān)鍵幀，一般來(lái)說(shuō)魔方的旋轉(zhuǎn)都是以90°為單位，可以自由發(fā)揮，最后一次旋轉(zhuǎn)甚至可以有一定的角度錯(cuò)位，可以增強(qiáng)真實(shí)感。

不過(guò)如圖6所示，旋轉(zhuǎn)后的方塊背面顏色也顯現(xiàn)了出來(lái)，而現(xiàn)實(shí)生活中的魔方內(nèi)部應(yīng)該是黑色的，所以這里也需要進(jìn)行修改，我們回到第一幀，全選所有小方塊進(jìn)入編輯模式，選中你能看到的全部非黑色面，然后反選，如圖5所示。再將這些面賦予黑色材料，也就是我們最開(kāi)始的框架材料，這樣一來(lái)內(nèi)部就全部變成了黑色，無(wú)論怎么旋轉(zhuǎn)也不再受影響。

至此，擰魔方的工作就基本完成了，但播放后你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：這是把已還原的魔方擰亂的操作呀，我要的可是跟這相反的效果！解決方法有兩個(gè)，其一是輸出后在Premiere Pro等視頻剪輯軟件中進(jìn)行倒放處理，這屬于已經(jīng)輸出才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，又不想再重新輸出一遍的“懶人急救法”。

其二是全選所有小方塊，在時(shí)間軸上先把所有幀往前移，讓第一幀位于原本最后一幀的位置，比如第一個(gè)關(guān)鍵幀在第1幀，最后一個(gè)在第100幀，那就把第一個(gè)關(guān)鍵幀移動(dòng)到第100幀的位置，然后指針停留在第100幀，保持所有關(guān)鍵幀全選的狀態(tài)，以-1倍進(jìn)行縮放，這時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)所有幀以第100幀為原點(diǎn)進(jìn)行了反向排列，這時(shí)候再?gòu)念^播放就可以看到魔方的旋轉(zhuǎn)變成了從混亂到整齊，整個(gè)效果也就完成了。

本章小結(jié)

不注重幾個(gè)小細(xì)節(jié)就會(huì)導(dǎo)致失敗

這次的效果雖然看起來(lái)并不復(fù)雜，但如果沒(méi)有注重細(xì)節(jié)就很容易出現(xiàn)問(wèn)題，比如所有原點(diǎn)必須統(tǒng)一在中心，旋轉(zhuǎn)方式必須是四元數(shù)運(yùn)算WXYZ，關(guān)鍵幀插值必須是線性等等，稍有偏差就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，影響最終效果甚至無(wú)法正常輸出，這也反映出一個(gè)現(xiàn)實(shí)：Blender是一款邏輯較為嚴(yán)密的軟件，設(shè)計(jì)者的思路必須足夠清晰，才能得到想要的效果，哪怕這個(gè)效果很簡(jiǎn)單。