Simulink 3D Animation

Visualización del comportamiento dinámico del sistema en un entorno de realidad virtual

 

Simulink 3D Animation™ proporciona apps para enlazar modelos de Simulink® y algoritmos de MATLAB® con objetos gráficos 3D. Los objetos se pueden representar en los lenguajes de modelado 3D estándar X3D y VRML97. Puede animar un mundo 3D cambiando la posición, la rotación, la escala y otras propiedades de los objetos durante la simulación de escritorio o en tiempo real. También puede detectar colisiones y otros eventos en el mundo virtual y proporcionarlos a sus algoritmos de MATLAB y Simulink. El vídeo de las cámaras virtuales se puede transmitir a Simulink para su procesamiento.

Simulink 3D Animation incluye editores y visores para representar escenas virtuales e interactuar con ellas. Con 3D World Editor, puede importar los formatos de archivo CAD y URDF, así como crear escenas detalladas a partir de objetos 3D. El mundo 3D se puede ver de forma envolvente gracias a la visión estereoscópica. Puede incorporar diversas vistas de escenas 3D dentro de las figuras de MATLAB e interactuar con el mundo virtual mediante un joystick con retorno de fuerza, un ratón espacial u otro dispositivo de hardware.

Cómo empezar:

Creación de mundos 3D

Utilice 3D World Editor para crear e importar mundos de realidad virtual.

Creación de mundos 3D

3D World Editor ofrece una vista jerárquica en forma de árbol de los objetos VRML que componen el mundo virtual. Contiene librerías de objetos, texturas, transformaciones y materiales que se almacenan localmente para facilitar el acceso.

3D World Editor con una vista jerárquica en forma de árbol (izquierda) y una vista previa de la escena (derecha) de los componentes de un módulo lunar.

Importación de contenido 3D desde la Web

Puede crear mundos 3D con diversas herramientas de creación 3D y exportarlos a los formatos X3D o VRML97 para utilizarlos con Simulink 3D Animation. Además, puede descargar contenido 3D de la Web y utilizarlo para crear escenas 3D detalladas.

Importación de modelos CAD

3D World Editor permite manipular objetos 3D importados de la mayoría de los paquetes CAD para desarrollar mundos 3D detallados que animan sistemas dinámicos modelados en Simscape Multibody™, Robotics System Toolbox™ y Aerospace Blockset™. Simulink 3D Animation permite procesar archivos VRML y X3D creados con herramientas CAD como SolidWorks® y PTC CreoTM (Pro/ENGINEER®). También puede importar modelos CAD de los formatos de archivo STL, DAE COLLADA, URDF y SDF a 3D World Editor.

Animación 3D de la dinámica de una transmisión de doble embrague modelada en Simscape Driveline™ (arriba) y trazado de la trayectoria de una aeronave calculada mediante transformaciones de coordenadas de Aerospace Blockset (abajo).

Visualización de mundos

Visualización, zoom, panorámica y movimiento en sus mundos virtuales, incluso en visión estereoscópica.

Visores de VRML

Simulink 3D Animation incluye visores que permiten navegar por el mundo virtual mediante el zoom, la panorámica y la rotación alrededor de puntos de interés conocidos como puntos de vista. En el mundo virtual, se pueden establecer puntos de vista que enfatizan áreas de interés, guían a los visitantes u observan un objeto en movimiento desde diferentes posiciones. Durante una simulación, puede cambiar entre estos puntos de vista.

Visualización de la trayectoria de vuelo de un minidron.

Creación de interfaces de usuario con mundos 3D

Simulink 3D Animation Viewer se integra con las figuras de MATLAB para permitir la combinación de escenas virtuales con MATLAB Handle Graphics® y varias vistas de uno o más mundos virtuales.

Ejemplo de una interfaz gráfica creada con MATLAB Handle Graphics. La pantalla muestra una prueba de suspensión de un coche en un circuito de carreras que combina varias vistas 3D (arriba), incluidos datos de velocidad y visualizaciones del volante y las tríadas de fuerza, con gráficos 2D para el análisis de tendencias (abajo).

Visualización remota de mundos 3D en un navegador web

Simulink 3D Animation Web Viewer funciona con navegadores web compatibles con HTML5 y permite ver mundos virtuales en ordenadores, teléfonos y tabletas. Puede abrir un mundo virtual en su ordenador y luego verlo remotamente en un navegador web mediante un dispositivo móvil o un ordenador que no tenga instalado Simulink 3D Animation.

Animación 3D de una línea de montaje en un navegador compatible con HTML5. La dirección IP de la pestaña del navegador corresponde al host que ejecuta la animación.

Interacción con mundos

Use interfaces bidireccionales de MATLAB y Simulink con mundos 3D. Explore bloques de Simulink y funciones de MATLAB para la interacción del usuario y el prototipado virtual con dispositivos de entrada 3D, incluidos ratones 3D y joysticks con retorno de fuerza.

Interfaz de MATLAB con mundos 3D

Desde MATLAB, es posible leer y cambiar las posiciones y otras propiedades de los objetos VRML, leer señales de sensores VRML, crear callbacks desde herramientas gráficas, grabar animaciones y mapear datos en objetos 3D. Puede utilizar MATLAB Compiler™ para generar aplicaciones independientes que incluyan la funcionalidad de Simulink 3D Animation.

Propiedades de objetos de escena 3D a los que se accede de forma programática desde MATLAB.

Interfaz de Simulink con mundos 3D

Es posible controlar la posición, la rotación y el tamaño de un objeto virtual en una escena para visualizar su movimiento y deformación. Durante la simulación, las propiedades de los objetos VRML de la escena también se pueden leer en Simulink. Un conjunto de utilidades vectoriales y matriciales para transformaciones de ejes le permite asociar señales de Simulink con propiedades de objetos en su mundo virtual. Puede ajustar las vistas en relación con los objetos y mostrar las señales de Simulink como texto en el mundo virtual. Las salidas 2D de las cámaras sintéticas definidas en el mundo virtual se pueden transmitir a Simulink para su posterior procesamiento de vídeo 2D.

También se puede trazar la trayectoria 3D de un objeto en la escena virtual asociada. Por ejemplo, puede realizar la visualización de la trayectoria de vuelo para el lanzamiento de una nave espacial.

Simulación de la dinámica del vehículo. La salida 2D de una cámara sintética asociada al automóvil se procesa mediante un algoritmo de procesamiento de vídeo (en este caso, una simple detección de bordes) y se muestra en una ventana del visor de vídeo. 

Dispositivos de entrada 3D

Simulink 3D Animation proporciona bloques de Simulink y objetos de MATLAB que permiten utilizar dispositivos de entrada de hardware (ratones 3D y joysticks con retorno de fuerza) para manipular objetos en mundos virtuales. Sin embargo, el uso de estos dispositivos no se limita a los objetos de las escenas virtuales. También se pueden utilizar en un sentido más general para controlar cualquier bloque de Simulink o cualquier algoritmo basado en MATLAB.

En este modelo, se usa un ratón espacial para controlar un manipulador. El dispositivo proporciona a Simulink información sobre la traslación y rotación del cabezal de mando y el estado de los botones.

Detección de colisiones en mundos 3D

Detecte colisiones entre objetos 3D para utilizarlas como entradas en sus algoritmos de MATLAB y Simulink.

Simulink 3D Animation permite detectar colisiones de nubes de puntos, abanicos de rayos y geometrías primitivas con objetos de realidad virtual circundantes. Puede utilizar los nodos PointPickSensor, LinePickSensor y PrimitivePickSensor para modelar sensores ultrasónicos, LIDAR y táctiles.

Mundo 3D de un robot con ruedas y sensor LIDAR. Las líneas verdes muestran los rayos del sensor; las líneas azules muestran la distancia a la colisión con los objetos circundantes.

Grabación y uso compartido de animaciones

Grabe los datos de una escena y comparta su trabajo.

Grabación de datos de escenas

Simulink 3D Animation permite controlar instantáneas de fotogramas (capturas) de una escena virtual o grabar animaciones en archivos de vídeo. Puede guardar una instantánea del fotograma de la escena actual del visor como un archivo TIFF o PNG. Puede planificar y configurar grabaciones de datos de animación en archivos de vídeo AVI 2D y en archivos de animación 3D X3D para su reproducción posterior. Los archivos de animación 3D permiten inspeccionar animaciones grabadas con una experiencia completa de visualización de realidad virtual; podrá observar escenas desde diferentes puntos de vista utilizando la visión estereoscópica.

Es posible utilizar técnicas de procesamiento de vídeo e imágenes en instantáneas de fotogramas y datos de animación. Estos enfoques permiten el desarrollo de algoritmos de control mediante un bucle de realimentación visual a través del enlace con un entorno de realidad virtual en lugar de instalaciones experimentales físicas.

Simulink 3D Animation Player muestra la animación 3D grabada de dos coches que realizan maniobras de cambio de carril con diferentes configuraciones de sus unidades de control del programa de estabilidad avanzada.

Entornos de colaboración

Simulink 3D Animation permite ver mundos virtuales simulados e interactuar con ellos en un equipo que ejecute Simulink o en equipos de red conectados localmente o a través de Internet. En un entorno de trabajo colaborativo, se puede ver un mundo virtual animado en varios equipos cliente conectados a un servidor host a través del protocolo TCP/IP. Cuando se trabaja en un entorno individual (no en red), el sistema modelado y la visualización 3D se ejecutan en el mismo host.

Visualización de simulaciones en tiempo real

Visualice simulaciones en tiempo real y conecte con el hardware de entrada.

Simulink 3D Animation contiene funcionalidades para visualizar simulaciones en tiempo real y conectar con el hardware de entrada. Puede utilizar código C generado a partir de modelos de Simulink mediante Simulink Coder™ para controlar las animaciones. Este enfoque mejora sus simulaciones hardware-in-the-loop o las aplicaciones de prototipado rápido en Simulink Real-Time™ y Simulink Desktop Real-Time™ proporcionando una animación visual de su modelo de sistema dinámico mientras este se conecta con el hardware en tiempo real.

Componentes de un entorno de pruebas de Simulink Real-Time que incluye Simulink 3D Animation para el prototipado rápido y la simulación hardware-in-the-loop.

Funcionalidades más recientes

Cadenas

Los bloques VR Sink y VR Source soportan tipos de datos de cadena.

Edición de PROTO

Trabaje con las definiciones de PROTO directamente en 3D World Editor.

Navegación con la rueda del ratón

Mueva el punto de vista de la cámara en el mundo 3D con la rueda del ratón.

Importación de archivos FBX

Cargue archivos FBX como nodos en mundos de realidad virtual.

Utilidades de transformación de coordenadas

Convierta coordenadas entre el mundo de realidad virtual y MATLAB.

Consulte las notas de la versión para obtener detalles sobre estas funcionalidades y las funciones correspondientes.

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