Simulink 3D Animation

動的システムの挙動を仮想現実環境で可視化

 

Simulink 3D Animation™ は、Simulink® モデルと MATLAB® アルゴリズムを仮想現実シーンの 3D グラフィックス オブジェクトにリンクさせます。仮想世界をアニメーション化するには、デスクトップまたはリアルタイム シミュレーションで、位置、回転、大きさ、およびその他のオブジェクト プロパティを変更します。また、仮想世界で衝突やその他のイベントを検知して、MATLAB および Simulink アルゴリズムに反映することもできます。仮想カメラのビデオは、Simulink にストリームして、さらに処理を行うことができます。

Simulink 3D Animation には、仮想シーンをレンダリングして操作するためのエディターとビューアーが含まれます。3D World Editor では、3D オブジェクトから組み立てられた詳細シーンをオーサリングすることに加え、CAD および URDF ファイル フォーマットをインポートすることができます。3D 空間は立体視覚を用いてすぐに見ることができます。MATLAB Figure 内の複数の 3D シーン ビューをまとめることや、フォースフィードバック型ジョイスティック、3D マウス、またはその他のハードウェア デバイスを使用して仮想世界を操作することができます。Simulink 3D Animation は、X3D、ISO 標準のファイル形式、および 3D シーンとオブジェクトの表現および通信のためのランタイム アーキテクチャをサポートしています。

今すぐ始める:

3D 空間のオーサリング

3D World Editor を使用して、仮想現実世界をオーサリングしてインポートします。

3D 空間の構築

3D World Editor は、仮想世界を構成する VRML オブジェクトの階層ビューを提供します。これには、簡易アクセスのためローカルに保存される、オブジェクト、テクスチャ、変換、および素材のライブラリが含まれます。

3D World Editor で、月着陸船コンポーネントのツリー型ビュー (左) とシーン プレビュー (右) を表示。

Web の 3D コンテンツを使用

いくつかの  3D オーサリング ツール では、3D 空間を構築し、Simulink 3D Animation で使用する X3D または VRML97 形式でエクスポートすることができます。また、Web から 3D コンテンツをダウンロードして、詳細な 3D シーンの構築に使用することもできます。

ペイント 3D ライブラリからインポートされ、FBX ファイルとして保存され、3D 空間に読み込まれたドローン。

CAD モジュールのインポート

3D World Editor では、Simscape Multibody™Robotics System Toolbox™、および  Aerospace Blockset™ でモデル化された動的システムをアニメーション化する、詳細な 3D 空間を構築するため、ほぼ全ての CAD パッケージからインポートされた 3D オブジェクトを操作することができます。Simulink 3D Animation では、SolidWorks® や PTC Creo™ などの CAD ツールで作成された X3D ファイルおよび VRML ファイルを処理することができます。また、STL、FBX、DAE COLLADA、URDF、および SDF ファイル形式の CAD モデルを 3D World Editor にインポートすることもできます。

ギャラリーを見る (2 画像)。

空間の参照

立体視覚などの仮想世界で、参照、ズーム、パン、および移動します。

VRML ビューアー

Simulink 3D Animation には、ズーム、パン、横への移動、および関心点の周りでの回転により、仮想世界を移動できる、視点と呼ばれるビューアーが付属します。関心領域を強調する視点、来訪者をガイドする視点、異なった位置からオブジェクトの動きを観察する視点を設定します。これらの視点は、シミュレーション中に切り替えることができます。

ミニドローンの飛行軌道を可視化。

3D 空間を含むユーザー インターフェイスを構築

Simulink 3D Animation ビューアーには MATLAB Figure が組み入れられているため、MATLAB Handle Graphics®  の仮想シーンと、1 つ以上の仮想世界の複数ビューを組み合わせることができます。

MATLAB Handle Graphics でオーサリングされたグラフィカル インターフェイスの例。

Web ブラウザーでの 3D 空間のリモート参照

Simulink 3D Animation Web ビューアーは、Web ブラウザーで動作し、コンピューター、携帯電話、およびタブレット上に仮想世界を表示します。お使いのコンピューターで仮想世界を開くと、Simulink 3D Animation がインストールされていないモバイル機器またはコンピューターの Web ブラウザーからもリモートで参照することができます。

HTML5 対応ブラウザーでのフーコーの振り子の 3D アニメーション。

空間の操作

プログラムによるアクセス、ユーザー操作、および 3D 入力デバイスでの仮想プロトタイピングでは、3D 空間への双方向型 MATLAB および Simulink インターフェイスを使用します。

3D 空間との MATLAB インターフェイス

MATLAB から、VRML オブジェクトの位置およびその他のプロパティを読み込んで変更し、VRML センサーから信号を取得、グラフィカル ツールからのコールバックを作成してアニメーションを記録し、3D オブジェクトにデータをマッピングすることができます。MATLAB Compiler™ を使用して、Simulink 3D Animation の機能を持つスタンドアロン アプリケーションを生成します。

MATLAB を使用してプログラムからアクセスした 3D シーン オブジェクトのプロパティ。

3D 空間との Simulink インターフェイス

Simulink から、シーンにおける仮想オブジェクトの位置、回転、およびサイズを制御して、動作と変形を可視化します。シーン内のオブジェクトのプロパティは、シミュレーション中に Simulink で読み取ることもできます。仮想世界内で、オブジェクトに関連するビューを調整して、Simulink 信号をテキストとして表示することができます。仮想世界で定義された カメラからの 2D 出力は、Simulink にストリームしてビデオ処理することができます。関連する仮想シーンでオブジェクトの 3D 軌道をトレースすることもできます。

車両運動のシミュレーション。車両に搭載された合成カメラの 2D 出力を、ビデオ処理アルゴリズムを用いて処理し、ビデオ ビューアー ウィンドウで表示。

3D 入力デバイス

Simulink 3D Animation は、ハードウェア入力デバイス (3D マウス、フォースフィードバック型ジョイスティックなど) を使用して、仮想世界でオブジェクトを操作できる、Simulink ブロックおよび MATLAB オブジェクトを提供します。これらを使用して、Simulink ブロックを駆動または MATLAB ベースのアルゴリズムを制御することもできます。

3D マウスを使用して、仮想シーンでマニピュレーターを制御するモデル。このデバイスが Simulink に、コントローラー キャップの変換と回転、およびボタンのステータスについての情報を提供します。

3D 空間で衝突を検知

衝突データを MATLAB および Simulink アルゴリズムへの入力として使用します。

衝突検知

Simulink 3D Animation では、仮想現実オブジェクト間の点群、扇状の光線、プリミティブ ジオメトリの衝突を検知することができます。超音波、LIDAR、およびタッチセンサーをモデル化できます。

LIDAR センサーを備えた車輪付きロボットの 3D 空間。緑の線は周りのオブジェクトとの衝突までの距離を表しています。

アニメーションの記録と共有

シーンのデータを記録し、作業を共有します。

シーンのデータを記録

Simulink 3D Animation では、仮想シーンのフレーム スナップショット (キャプチャ) を作成、またはビデオファイルとしてアニメーションを記録することができます。将来再生するときのために、アニメーション データの記録を AVI 2D ビデオ ファイルおよび 3D アニメーション X3D ファイルにスケジュールおよび設定することができます。3D アニメーション ファイルから、完全な仮想現実体験により記録されたアニメーションを調査できます。別の視点から立体視覚を使用してシーンを観察します。

同じシーンで 2 組の車両運動データをシミュレーションします。

リアルタイム シミュレーションの可視化

リアルタイム シミュレーションを可視化して入力ハードウェアと接続します。

リアルタイム アプリケーションのアニメーション

Simulink Coder™ で Simulink モデルから生成した C コードを使用して、アニメーションを駆動します。リアルタイム ハードウェア接続時の動的システムモデルの視覚アニメーションを提供することにより、Simulink Real-Time™ および Simulink Desktop Real-Time™ 上でのハードウェアインザループ シミュレーションまたはラピッド プロトタイピングを強化します。

ラピッド プロトタイピングおよびハードウェアインザループ シミュレーション向けの Simulink 3D Animation を含む Simulink Real-Time テスト環境のコンポーネント

新機能

フル X3D サポート

3D 表現の現在の ISO 標準である X3D (Extensible 3D) が、Simulink 3D Animation のデフォルト フォーマットに

文字列

VR Sink および VR Source ブロックが string データ型をサポート

PROTO 編集

3D World Editor から直接 PROTO 定義を編集

衝突検知

衝突センサー ノードで LIDAR シミュレーション、距離および接触センサーを実現

オフスクリーン ビデオ レンダリング

シミュレーション中にビューアー ウィンドウを開き続ける必要なく、VR をビデオ ブロックにストリーミング

FBX ファイルのインポート

仮想現実世界のノードとして FBX ファイルを読み込み

これらの機能および対応する関数の詳細については、リリースノートを参照してください。