Документация

Отношения VRML и X3D

Интерфейс X3D (Xtensible 3D) является преемником интерфейса VRML (Virtual Reality Modeling Language). Интерфейс X3D поддерживает функции VRML. X3D также предоставляет несколько расширений к VRML.

Для получения дополнительной информации смотрите X3D Support.

VRML

Можно использовать язык моделирования виртуальной реальности (VRML) для отображения трехмерных объектов в инструменте просмотра VRML. Simulink^® 3D Animation™ поддерживает VRML97.

VRML предоставляет открытую и гибкую платформу для создания интерактивных трехмерных сцен (виртуальных миров). Несколько VRML97-enabled браузеров доступны на нескольких платформах. Кроме того, вы можете выбрать из нескольких инструментов разработки VRML. В сложение графические пакеты программного обеспечения (CAD, визуальное искусство и так далее) предлагают VRML97 функции импорта/экспорта.

Продукт Simulink 3D Animation использует VRML97 технологию для визуализации 3-D.

Поддержка VRML

Язык моделирования виртуальной реальности (VRML) является стандартом ISO, который открыт, основан на тексте и использует WWW-ориентированный формат. Вы используете VRML, чтобы определить виртуальный мир, который можно отобразить с помощью средства просмотра виртуального мира и соединиться с моделью Simulink.

Программа Simulink 3D Animation использует многие расширенные функции, определенные в текущей спецификации VRML97. Стандарт ISO/IEC 14772-1: 1997, доступен в http://www.web3d.org/documents/specifications/14772/V2.0/part1/javascript.html. Этот формат включает описание 3-D сцен, звуков, внутренних действий и привязок WWW.

Программное обеспечение анализирует структуру виртуального мира, определяет, какие сигналы доступны, и делает их доступными из MATLAB^® и окружение Simulink.

Программа Simulink 3D Animation гарантирует, что изменения, внесенные в виртуальный мир, отражены в интерфейсах MATLAB и Simulink. Если вы меняете точку зрения в вашем виртуальном мире, это изменение происходит в vrworld свойства объекта в интерфейсах MATLAB и Simulink.

Программное обеспечение включает функции для извлечения и изменения свойств виртуального мира.

Совместимость с VRML

В настоящее время продукт Simulink 3D Animation поддерживает большинство функций VRML97 со следующими ограничениями:

Полный список VRML97 узлов см. в спецификации VRML97.

Виртуальная мировая система координат

Учитывайте системы координат, когда необходимо:

Система координат VRML отличается от систем координат MATLAB и Aerospace Blockset™. VRML использует мировую систему координат: ось Y указывает вверх, а ось Z помещает объекты ближе или дальше от передней части экрана. Чем больше значение оси Z, тем ближе объект появляется средству просмотра. Понимание системы координат важно при взаимодействии с различными системами координат. Simscape™ Multibody™ использует ту же систему координат, что и VRML.

Вот некоторые ключевые концепции системы координат VRML:

Simulink 3D Animation предоставляет набор функций, которые могут помочь вам преобразовать между различными представлениями ориентации в пространстве. Пример функции преобразования координат vrrotmat2vec, который преобразует вращение из матрицы в представление угол-ось.

Пример использования глобальных координат в модели Simulink 3D Animation см. в разделе «Манипулятор, перемещающий нагрузку с использованием глобальных координат».

Формат файла VRML

Вам не нужно иметь никаких существенных знаний о формате VRML, чтобы использовать инструменты разработки VRML для создания виртуальных миров. Однако базовые знания о описании сцены VRML помогают более эффективно создавать виртуальные миры. Базовые знания также дают хорошее понимание того, как можно управлять элементами виртуального мира с помощью программного обеспечения Simulink 3D Animation.

Для получения дополнительной информации смотрите Ссылку на VRML97 по адресу https://www.web3d.org. Многие специализированные книги VRML могут помочь вам понять концепции VRML и создать свои собственные виртуальные миры. Дополнительные сведения о VRML см. в соответствующей книге VRML сторонних производителей.

VRML использует иерархическую древовидную структуру объектов (узлов) для описания 3-D сцены. Каждый узел в дереве представляет некоторую функциональность сцены. Существует много различных типов узлов. Некоторые из них являются узлами формы (представляющими реальные объекты 3-D), а некоторые - узлами группировки, используемыми для хранения дочерних узлов. Вот некоторые примеры узлов:

Каждый узел содержит список полей, которые содержат значения, определяющие параметры для его функции.

Узлы могут быть размещены на верхнем уровне дерева или как дочерние узлы других узлов в иерархии дерева. При изменении значения в поле определенного узла затрагиваются все узлы его поддерева. Эта функция позволяет вам задавать относительные положения внутри сложных составных объектов.

Пометить каждый узел определенным именем можно с помощью ключевого слова DEF в коде сцены VRML. Для примера оператор DEF MyNodeName Box устанавливает имя для этого прямоугольного узла равным MyNodeName. Вы можете получить доступ к полям только тех узлов, которые вы называете в виртуальном мире.

В следующем примере простого файла VRML два графических объекта моделируются в 3-D сцене. Плоская коробка с красным мячом над ней представляет собой пол. Файл VRML является текстовым файлом, который можно записать в любом текстовом редакторе.

#VRML V2.0 utf8
# This is a comment line
WorldInfo {
  title "Bouncing Ball" 
}
Viewpoint {
  position 0 5 30
  description		"Side View"
}
DEF Floor Box {
  size 6 0.2 6
}
DEF Ball Transform {
  translation		 0 10 0
  children Shape {
    appearance Appearance {
      material Material {
        diffuseColor 1 0 0
      }
    }
    geometry Sphere {
    }
  }
}

Первая линия - это заголовок VRML- линии. Каждый файл VRML должен начинаться с этой линии заголовка. Это указывает, что файл является файлом VRML 2 и что текстовые объекты в файле закодированы в соответствии со стандартом UTF8. Вы используете знак номера (#), чтобы прокомментировать миры VRML. Инструмент просмотра VRML игнорирует все на линию после того, как знак # игнорируется, кроме первой линии заголовка.

Большинство свойств коробки остаются на своих значениях по умолчанию - расстояние от центра системы координат, материала, цвета и так далее. Только имя Floor и размерности назначаются коробке. Чтобы иметь возможность контролировать положение и другие свойства мяча, он определяется как дочерний узел узла типа Transform. Здесь сфера единичного радиуса по умолчанию присваивается красный цвет и положение на 10 м над полом. В сложение заголовка виртуального мира используются Инструменты просмотра VRML для различения виртуальных миров. Подходящая начальная точка зрения определяется в файле VRML виртуального мира.

При отображении в Инструмент просмотра VRML вы видите пол и красный мяч.