Simulink 3D Animation - Анимация, визуализация и взаимодействие с моделями в 3D
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Simulink 3D Animation
Анимация, визуализация и взаимодействие с моделями в 3D
Simulink 3D Animation™ предоставляет возможности для связи моделей Simulink® и алгоритмов
MATLAB® с трехмерными (3D) графическими объектами. Это позволяет визуализировать и
тестировать поведение динамической системы в среде виртуальной реальности. Объекты
представлены при помощи языка Virtual Reality Modeling Language (VRML), стандартного
языка для 3D-моделирования. Вы можете анимировать 3D-мир, изменяя положение, поворот,
масштаб и другие свойства объекта во время симуляции на настольном компьютере или в
реальном времени. Вы также можете выводить сигналы виртуальных датчиков и получать
доступ к данным 3D-анимации из Simulink или MATLAB для последующей обработки.
Simulink 3D Animation включает инструмент просмотра для отображения и взаимодействия
с виртуальными сценами. Используя 3D World Editor (редактор трехмерного мира), вы можете
создавать детализированные сцены, собранные из 3D-моделей, которые были экспортированы
из CAD или получены из веб-источников. Вы можете добавлять различные трехмерные виды
внутрь фигур MATLAB и взаимодействовать с этими видами посредством джойстиков с обрат-
ной связью, мыши или других аппаратных устройств.
Основные возможности
• Блоки Simulink и приложения и функции MATLAB для подключения моделей к мирам
виртуальной реальности
• 3D World Editor для создания собственных 3D-миров
• Инструменты для визуализации 3D-миров
• Запись видео и проигрывание анимации
• Визуализация при симуляции в реальном времени
• Удаленный доступ к симуляциям при помощи независимых инструментов просмотра или
веб-браузера
• Взаимодействие с 3D-видами при помощи джойстика, мыши или другого аппаратного
устройства
1
Визуализация приложений Simulink по часовой стрелке с левого нижнего: балансирующий робот, самолет
над местностью, динамика автомобиля и ветряная ферма.
Создание и импорт 3D-миров
Simulink 3D Animation предоставляет два редактора для создания и импорта миров виртуаль-
ной реальности: V-Realm Builder и 3D World Editor.
Построение 3D-миров
V-Realm Builder из Simulink 3D Animation является нативным инструментом создания VRML,
позволяющим создавать 3D-виды и изображения физических объектов, используя VRML.
3D World Editor предлагает иерархический, древообразный вид объектов VRML, составляющих
виртуальный мир. Он содержит объекты, структуры, преобразования и библиотеки материа-
лов, которые хранятся локально для быстрого доступа.
2
3D World Editor, показывающий иерархический, древообразный вид (слева) и предварительный просмотр
сцены (справа) компонентов лунного модуля.
Импорт 3D-содержимого из веба
Вы можете создавать 3D-миры при помощи нескольких инструментов по созданию 3D и
экспортировать их в формат VRML97 для использования с Simulink 3D Animation. Кроме того,
вы можете загружать 3D содержимое из Веб и использовать его для создания детализирован-
ных 3D сцен.
Импорт CAD-моделей
3D World Editor позволяет вам манипулировать 3D VRML-объектами, импортированными из
большинства CAD-инструментов для разработки детализированных 3D-миров, которые
анимируют динамические системы, смоделированные в Simscape™, SimMechanics™ и Aerospace
Blockset™. Simulink 3D Animation позволяет вам импортировать VRML-файлы, созданные при
помощи таких инструментов CAD, как SolidWorks® и Pro/ENGINEER®. Вы можете использовать
утилиту SimMechanics Link для автоматического создания моделей SimMechanics из инструмен-
тов CAD и добавления связанной визуализации в Simulink 3D Animation к ним.
3
3D-анимация динамики двигателя внутреннего сгорания, смоделированного в SimMechanics (вверху)
и траектория самолета, вычисленная с использованием преобразования координат из Aerospace Blockset
(внизу).
Анимация 3D-миров
Simulink 3D Animation предоставляет двусторонние интерфейсы между MATLAB и Simulink
и 3D-мирами.
Программный доступ к свойствам объекта 3D-сцены с использованием MATLAB.
4
Интерфейс между MATLAB и 3D-мирами
Из MATLAB вы можете читать и менять положения и другие свойства объектов VRML, считы-
вать данные с датчиков VRML, создавать функции обратного вызова из графических инстру-
ментов, записывать анимации и привязывать данные к 3D-объектам. Вы можете использовать
MATLAB Compiler™ для создания независимых приложений с функциональностью Simulink
3D Animation для последующего распространения без дополнительных лицензий.
3D приложение, основанное на MATLAB, скомпилированное в исполняемый файл при помощи MATLAB
Compiler и развернутое на компьютере конечного пользователя, где установлен MATLAB Compiler Runtime.
Интерфейс между Simulink и 3D-мирами
Вы можете управлять положением, поворотом и размером виртуального объекта на сцене для
визуализации его перемещения и изменения формы. Во время симуляции свойства объекта
VRML на сцене также могут быть прочитаны в Simulink. Набор векторных и матричных утилит
для преобразований осей позволяет связывать сигналы Simulink со свойствами объектов в
вашем виртуальном мире. Вы можете настроить виды относительно объектов и отображать
сигналы Simulink в виде текста в виртуальном мире. Вы также можете отслеживать 3D-траек
торию объекта, созданную при помощи Curve Fitting Toolbox™, на связанной виртуальной
сцене. Например, вы можете осуществлять визуализацию расчетной траектории полета при
запуске космического аппарата.
5
Моделирование и симуляция в Simulink системы множественных взаимодействий и анимация при помощи
Simulink 3D Animation. Виртуальный мир связан при помощи блока VR Sink (посередине) и отображается
в инструменте просмотра анимации Simulink 3D animation (внизу).
Просмотр и взаимодействие с 3D-мирами
Simulink 3D Animation предоставляет инструменты для просмотра VRML, которые отобража-
ют виртуальные миры и записывают данные сцены. Также предоставляются блоки Simulink и
функции MATLAB для взаимодействия с пользователем или виртуального прототипирования
с использованием устройств ввода — таких, как 3D-мыши и джойстики с обратной связью.
Инструменты просмотра VRML
Simulink 3D Animation содержит инструменты просмотра, которые позволяют вам перемещать-
ся в виртуальном мире, используя масштабирование, перетаскивание, движение в стороны и
вращение вокруг точек интереса, известных как точки просмотра. В виртуальном мире вы
можете установить точки просмотра, которые подчеркивают области интереса, помогают
подчеркнуть поведение системы или наблюдать за объектом с разных углов. Во время симуля-
ции, вы можете переключаться между этими точками просмотра.
Построение пользовательских интерфейсов, содержащих 3D-миры
Инструмент для просмотра в Simulink 3D Animation интегрируется с фигурами MATLAB, что
позволяет комбинировать виртуальные сцены с MATLAB Handle Graphics® и несколькими
видами одного или более виртуальных миров.
6
Пример графического интерфейса, созданного вместе с MATLAB Handle Graphics. На экране отобража
ется тест автомобильной подвески на гоночном треке. 3D-анимации (вверху) включают отображение
данных о скорости и визуализацию действующих сил, а 2D-графики (внизу) позволяют анализировать
зависимости.
Удаленный просмотр 3D-миров через веб-браузер
Simulink 3D Animation Web Viewer работает в браузерах, поддерживающих HTML5 для ото
бражения виртуальных миров на компьютерах, телефонах и планшетах. Вы можете открыть
виртуальный мир на вашем компьютере, а затем просмотреть его удаленно через веб-браузер
на мобильном устройстве или компьютере, где не установлен Simulink 3D Animation.
3D-анимация сборочной линии в браузере, поддерживающем HTML5. IP-адрес в адресной строке браузера
указывает на хост-компьютер, где запущена анимация.
7
Запись и передача анимаций
Simulink 3D Animation позволяет вам записывать данные сцены и обмениваться результатами
работы.
Запись данных сцены
Simulink 3D Animation позволяет вам управлять снимками кадров (захватом) виртуальной
сцены или записывать анимации в видео файлы. Вы можете сохранить кадр текущей сцены в
виде TIFF- или PNG-файла. Вы можете планировать и настраивать записи данных анимации
в AVI-видеофайлы и VRML-файлы анимации для последующего проигрывания.
Вы можете использовать технологии обработки видео и изображений на захваченных кадрах
или данных анимации. Эти подходы позволяют разрабатывать алгоритмы управления, осно-
ванные на визуальной обратной связи посредством связи с окружением виртуальной реально-
сти вместо физических экспериментальных установок.
Работа в совместном окружении
Simulink 3D Animation позволяет вам просматривать и взаимодействовать с виртуальными
мирами во время симуляции на том же компьютере, на котором запущен Simulink, или на
сетевом компьютере, доступном через локальную сеть или Интернет. В совместном рабочем
окружении вы можете просматривать анимированный виртуальный мир на нескольких
клиентских компьютерах, подключённых к серверу по протоколу TCP/IP. При работе в индиви-
дуальном (не сетевом) окружении, ваша моделируемая система и 3D-визуализация запущены
на одном компьютере.
Визуализация во время симуляции в реальном времени
Simulink 3D Animation содержит функционал для визуализации во время симуляции в реаль-
ном времени и подключения к оборудованию ввода. Вы можете использовать С-код, сгенериро-
ванный из моделей Simulink при помощи Simulink Coder™, для управления анимацией. Этот
подход улучшает программно-аппаратные симуляции или приложения быстрого прототипиро-
вания на xPC Target™ и Real-Time Windows Target™, предоставляя визуальную анимацию
ваших динамических систем, работающих на реальном оборудовании.
8
Компоненты окружения xPC Target для тестирования в реальном времени. Применение Simulink 3D
Animation для визуализации во время быстрого прототипирования (вверху) и программно-аппаратной
симуляции (внизу).
Дополнительная информация и контакты
Информация о продуктах Тренинги
matlab.ru/products matlab.ru/training
Пробная версия
matlab.ru/trial
Контакты
Запрос цены
matlab.ru
matlab.ru/price
E-mail: matlab@sl-matlab.ru
Техническая поддержка Тел.: +7 (495) 232-00-23, доб. 0609
matlab.ru/support Адрес: 115114 Москва, Дербеневская наб., д. 7, стр. 8
9
Вы также можете почитать
