Simulink 3D Animation

가상 현실 환경에서 동적 시스템 동작을 시각화합니다.

 

Simulink 3D Animation™은 Simulink® 모델 및 MATLAB® 알고리즘을 3D 그래픽 객체에 연결하기 위한 앱을 제공합니다. 객체는 표준 3D 모델링 언어 X3D 및 VRML97에 표현될 수 있습니다. 데스크탑 또는 실시간 시뮬레이션하는 동안 위치, 회전, 규모 및 기타 객체 속성을 변경하여 3D 세계를 애니메이션으로 만들 수 있습니다. 가상 세계에서 충돌 및 기타 이벤트를 알고 MATLAB 및 Simulink 알고리즘에 다시 입력할 수도 있습니다. 가상 카메라의 비디오는 처리를 위해 Simulink에 스트리밍할 수 있습니다.

Simulink 3D Animation에는 가상 장면과의 렌더링 및 상호 작용을 위한 편집기와 뷰어가 포함되어 있습니다. 3D World Editor를 사용하면 CAD 및 URDF 파일 형식을 가져오고 3D 객체에서 구축한 상세한 장면을 작성할 수 있습니다. 3D 세계는 양안식 비전을 사용하여 몰입형으로 볼 수 있습니다. 여러 3D 장면 보기를 MATLAB 그림에 통합하고 포스 피드백 조이스틱, 스페이스 마우스 또는 다른 하드웨어 장치를 사용하여 가상 세계와 상호 작용할 수 있습니다.

시작하기:

3D 세계 작성

가상 현실 세계를 작성하고 가져오기 위해 3D World Editor를 사용하십시오.

3D 세계 구축

3D World Editor는 가상 세계를 구성하는 VRML 객체의 계층적 트리 스타일 보기를 제공합니다. 쉬운 액세스를 위해 로컬에 저장된 객체, 텍스처, 변환 및 자료 라이브러리를 포함합니다.

달 모듈 구성요소의 계층적 트리 스타일 보기(왼쪽) 및 장면 미리보기(오른쪽)를 표시하는 3D World Editor입니다.

웹에서 3D 콘텐츠 가져오기

여러 3D 작성 툴 로 3D 세계를 구축하여 Simulink 3D Animation과의 사용을 위해 X3D 또는 VRML97 형식으로 내보낼 수 있습니다. 또한 웹에서 3D 콘텐츠를 다운로드하고 이를 사용하여 상세한 3D 장면을 구축할 수 있습니다.

CAD 모델을 가져오는 중

3D World Editor를 사용하면 대부분의 CAD 패키지에서 가져온 3D 객체를 조작할 수 있습니다. 이를 통해 Simscape Multibody™, Robotics System Toolbox™Aerospace Blockset™에서 모델링한 동적 시스템을 애니메이션으로 만드는 상세한 3D 세계를 개발할 수 있습니다. Simulink 3D Animation을 사용하면 SolidWorks® 및 PTC CreoTM(Pro/ENGINEER®)과 같은 CAD 툴에서 만든 VRML 및 X3D 파일을 처리할 수 있습니다. STL, DAE COLLADA, URDF 및 SDF 파일 형식에서 3D World Editor로 CAD 모델을 가져올 수도 있습니다.

Simscape Driveline™(상단)에서 모델링된 듀얼 클러치 트랜스미션 및 Aerospace Blockset(하단)에서 좌표 변환을 사용하여 계산된 항공기의 궤도 추적의 3D 애니메이션입니다.

세계 보기

양안식 비전을 포함하여 가상 세계에서 보고, 확대/축소하고, 이동하십시오.

VRML 뷰어

Simulink 3D Animation에는 시점으로 알려진 관심사에 대해 확대/축소, 이동, 측면 이동 및 회전하여 가상 세계를 탐색할 수 있습니다. 가상 세계에서 관심 영역을 강조하는 시점을 설정하고 방문객을 안내하거나 다양한 위치에서 움직이는 객체를 관찰할 수 있습니다. 시뮬레이션하는 동안 이러한 시점 간에 전환할 수 있습니다.

미니드론 비행경로의 시각화.

3D 세계를 포함하는 사용자 인터페이스 구축

Simulink 3D Animation 뷰어는 MATLAB 그림과 통합되어 가상 장면을 MATLAB Handle Graphics® 및 하나 이상의 가상 세계 여러 보기와 결합할 수 있습니다.

MATLAB Handle Graphics로 작성한 그래픽 인터페이스의 예입니다. 화면에서는 여러 3D 보기(상단)를 결합하는 경주 트랙에서의 자동차 서스펜션 테스트를 표시합니다. 이 테스트는 트렌드 분석(하단)을 위한 2D 그래픽과 함께 핸들 및 포스 트리아드의 속도 데이터 및 시각화를 포함합니다.

웹 브라우저에서 3D 세계 원격 보기

Simulink 3D Animation 웹 뷰어는 HTML5가 활성화된 웹 브라우저와 함께 작동하여 컴퓨터, 휴대폰 및 태블릿에서 가상 세계를 표시합니다. 컴퓨터에서 가상 세계를 연 다음 모바일 장치나 Simulink 3D Animation이 설치되지 않은 컴퓨터의 웹 브라우저에서 원격으로 볼 수 있습니다.

HTML5가 활성화된 브라우저에서 어셈블리 라인의 3D 애니메이션입니다. 브라우저 탭에서 IP 주소는 애니메이션을 실행하는 호스트 컴퓨터를 참조합니다.

세계와의 상호 작용

양방향 MATLAB 및 Simulink 인터페이스를 3D 세계에 사용합니다. 사용자 상호 작용 및 3D 마우스와 포스 피드백 조이스틱을 포함한 3D 입력 장치와의 가상 프로토타이핑에 대한 Simulink 블록 및 MATLAB 함수를 살펴보십시오.

3D 세계에 대한 MATLAB 인터페이스

MATLAB에서 VRML 객체의 위치 및 기타 속성을 읽고 변경하고, VRML 센서에서 신호를 읽고, 그래픽 툴에서 콜백을 생성하고, 애니메이션을 기록하고, 3D 객체에 데이터를 매핑할 수 있습니다. MATLAB Compiler™를 사용하여 Simulink 3D Animation 기능을 포함하는 독립형 응용 프로그램을 생성할 수 있습니다.

MATLAB를 사용하여 프로그래빙 방식으로 액세스한 3D 장면 객체 속성.

3D 세계에 대한 Simulink 인터페이스

장면에 있는 가상 객체의 위치, 회전 및 크기를 제어하여 모션 및 변형을 시각화할 수 있습니다. 시뮬레이션하는 동안 장면의 VRML 객체 속성은 Simulink로 읽을 수도 있습니다. 축 변환을 위한 벡터 및 매트릭스 유틸리티 집합은 가상 세계에서 객체의 속성과 함께 Simulink 신호의 연계를 활성화합니다. 객체와 관련된 보기를 조정하고 Simulink 신호를 가상 세계에서 텍스트로 표시할 수 있습니다. 가상 세계에서 정의된 합성 카메라의 2D 출력은 추가 2D 비디오 처리를 위해 Simulink에 스트리밍할 수 있습니다.

관련 가상 장면에서 객체의 3D 궤도를 추적할 수도 있습니다. 예를 들어 우주선 발사를 위해 비행경로 시각화를 수행할 수 있습니다.

차량 동력 시뮬레이션. 자동차에 부착된 합성 카메라의 2D 출력은 비디오 처리 알고리즘(이 경우 간단한 경계 검출)을 사용하여 처리되며 비디오 뷰어 창에 표시됩니다. 

3D 입력 장치

Simulink 3D Animation은 가상 세계에서 객체를 조작하도록 하드웨어 입력 장치(3D 마우스 및 포스 피드백 조이스틱)를 사용할 수 있는 Simulink 블록 및 MATLAB 객체를 제공합니다. 하지만 이러한 장치의 사용은 가상 장면의 객체에 제한되어 있지 않습니다. Simulink 블록을 구동하거나 MATLAB 기반 알고리즘을 제어하는 더욱 일반적인 경우에도 사용할 수 있습니다.

이 모델에서 스페이스 마우스는 매니퓰레이터를 제어하는 데 사용됩니다. 장치는 컨트롤러 캡의 변형 및 회전과 버튼 상태에 대한 Simulink 정보를 제공합니다.

3D 세계에서 충돌 감지

3D 객체 간 충돌을 감지하여 MATLAB 및 Simulink 알고리즘에 대한 입력으로 사용하십시오.

Simulink 3D Animation을 사용하면 주변 가상 현실 객체와 포인트 클라우드, 광선 팬 및 원시 지오메트리의 충돌을 감지할 수 있습니다. PointPickSensor, LinePickSensor 및 PrimitivePickSensor 노드를 사용하여 초음파, LIDAR 및 터치 센서를 모델링할 수 있습니다.

LIDAR 센서가 부착된 바퀴 달린 로봇의 3D 세계. 녹색 라인은 센서 광선을 표시합니다. 파란색 라인은 주변 객체와의 충돌 거리를 표시합니다.

애니메이션 기록 및 공유

장면 데이터를 기록하고 작업을 공유하십시오.

장면 데이터 기록

Simulink 3D Animation을 통해 가상 장면의 프레임 스냅샷(캡처)을 제어하거나 애니메이션을 비디오 파일에 기록할 수 있습니다. 현재 뷰어 장면의 프레임 스냅샷을 TIFF 또는 PNG 파일로 저장할 수 있습니다. 향후 재생을 위해 애니메이션 데이터의 기록을 AVI 2D 비디오 파일 및 3D 애니메이션 X3D 파일로 예약하고 구성할 수 있습니다. 3D Animation 파일을 사용하면 전체 가상 현실 보기 경험으로 기록된 애니메이션을 검사할 수 있습니다. 양안식 비전을 사용하여 다양한 시점에서 장면을 관찰하십시오.

프레임 스냅샷 및 애니메이션 데이터에 비디오 및 영상 처리 기술을 사용할 수 있습니다. 이러한 접근법은 물리적 실험 설정 대신 가상 현실 환경과의 연결을 통해 시각적 피드백 루프를 사용하여 제어 알고리즘의 개발을 활성화합니다.

고급 안정성 프로그램 제어 유닛의 다양한 설정으로 차선 변경 기동을 수행하는 두 개의 자동차의 기록된 3D 애니메이션을 표시하는 Simulink 3D Animation Player입니다.

협업 환경 활성화

Simulink 3D Animation을 사용하면 Simulink를 실행 중인 하나의 머신 또는 로컬이나 인터넷을 통해 연결된 네트워크 연결 컴퓨터에서 시뮬레이션된 가상 세계를 보고 상호 작용할 수 있습니다. 협업 환경에서 TCP/IP 프로토콜을 통해 호스트 서버에 연결된 여러 클라이언트 머신에서 애니메이션 가상 세계를 볼 수 있습니다. 개별(네트워크 연결 없음) 환경에서 작업하는 경우 모델 시스템 및 3D 시각화는 동일한 호스트에서 실행됩니다.

실시간 시뮬레이션 시각화

실시간 시뮬레이션을 시각화하고 입력 하드웨어와 연결하십시오.

Simulink 3D Animation에는 실시간 시뮬레이션을 시각화하고 입력 하드웨어와 연결하는 기능이 포함되어 있습니다. 애니메이션을 구동하도록 Simulink Coder™ 를 사용하여 Simulink 모델에서 생성된 C 코드를 사용할 수 있습니다. 이 접근법은 실시간 하드웨어와 연결된 채로 동적 시스템 모델의 시각적 애니메이션을 제공하여 Simulink Real-Time™ 및 Simulink Desktop Real-Time™ 에서 hardware-in-the-loop 시뮬레이션 또는 빠른 프로토타이핑 응용 프로그램을 개선합니다.

빠른 프로토타이핑 및 hardware-in-the-loop 시뮬레이션을 위한 Simulink Real-Time 테스팅 환경의 구성요소로서 Simulink 3D Animation을 포함합니다.

최신 기능

문자열

VR Sink 및 VR Source 블록은 문자열 데이터 유형을 지원합니다.

프로토 편집

3D World Editor에서 직접 PROTO 정의와 작업

마우스 휠 탐색

마우스 휠을 사용하여 3D 세계에서 카메라 시점을 이동

FBX 파일 가져오기

가상 현실 세계에서 노드로 FBX 파일 로드하기

좌표 변환 유틸리티

VR World 및 MATLAB 좌표 간에 변환

이 기능과 그에 상응하는 함수의 자세한 내용은 릴리스 정보를 참조하십시오.

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