Ricardo,
existem alguns métodos para se extratir um Z-Buffer (mapa de profundidade) de uma imagem no Blender. Você pode escolher qual se adapta melhor à sua necessidade.

Método I: Utilize o plugin showzbuf para o sequence editor.
1. Baixe o plugin de http://www-users.cs.umn.edu/~mein/blender/plugins/sequence.h tml
2. Crie uma cena no Blender.
3. Abra duas janelas com o sequence editor, uma com o ícone da imagem acionado, que servirá como janela de preview.
4. Adicione e selecione um strip contendo a cena.
5. Adicione um strip com o plugin (encontrar o arquivo .dll para Windows ou .so para Linux).
6. Renderize com a opção "Do Sequence" acionada.

Método 2: Praparando texturas para a cena.
1. Adicione um Empty à uma cena.
2. Faça um tracking do eixo X do Empty com a câmera
3. Crie um material novo com Emit=1 e Spec=0.
4. Crie um textura Blend de branco para preto para o canal de cor.
5. Na aba de MapInput, selecione "Objeto" e digite o nome do Empty neste campo.
6. Aplique este material à todos os objetos da sua cena.
7. Selecione o Empty e, nos botões de obejto, ligue a opção Draw Bounds, que mostra a caixa delimitadora do objeto.
8. Escalone o Empty até que ele englobe todos os objetos da cena.
9. Renderize.

Método 3: Renderizador externo
Utilize um renderizador externo que suporte Z-Buffer, como o Virtual Light (que solta um Z-Buffer de até 64 bits de profundidade!)
http://www.3dvirtualight.com
Exemplo de render com o Virtual Light (arte por Roland Ludlam):