Simulink 3D Animation的使用（V

Simulink 3D Animation

Simulink 3D Animation简介
　　Simulink 3D Animation是matlab中用于创建3D动画和虚拟现实应用程序的工具箱。它可以与Simulink和MATLAB等工具集集成使用，轻松地创建高度真实的3D动画，例如可视化机械系统的运动、演示航空航天器的飞行、展示电力系统的运行等。同时，它还可以与其他Simulink工具箱进行集成，例如Simulink Control Design、Simulink Verification and Validation等。
下载和打开方式
2.1下载方式
　　V-realem builder2.0是 matlab 可以自安装的程序在命令窗口中输入命令 vrinstall -install 即可安装此应用，如下图：

下载后，即可使用Simulink 3D Animation功能。

2.2打开方式
①可通过文件路径打开程序（不推荐），打开路径如下：：

②通过ｓｉｍｕｌｉｎｋ　ｌｉｂｒａｒｙ　ｂｒｏｗｓｅｒ打开，打开步骤如下图：

将所需的模块拖到主页面，双击后可见以下左图页面，点击新建，进入V-Realm　Builder2.0页面，如右图。

新建一个3D场景
在V-Realm　Builder2.0中创建新文件，点击工具栏如下图所示位置添加场景。

在背景的树状图中，可修改背景颜色。

３D模型的引入与调整
可以导入基础的模型，如下图所示位置的正方体，球体等

为了方便用户的体验，程序就已经自带了相当多的对象模型。通过点击最上方 Libraries 按钮，挑选获得自己想要的 VR 模型。具体导入步骤如下图

模型导入后，应当调整大小与朝向，可通过树状图调整：

Transform：修改模型名称（很重要）
Center：
Rotation：调整朝向
Scale：调整大小

Translation：调整空间位置

Children：所含子体
5. 视角的设置
选着一个好的视点，好的视点对于你的虚拟现实有着至关重要的作用.如图四个工具各有用处，手掌状工具可使视角在空间中旋转，十字状工具可使视角在空间中平移，运用视角工具调整获得合适视角。

使用以下窗口工具进行检查

无误后，设置视角。当然你也可以设置多个视点。

添加视角描述，如下图

之后保存即可。
6. VR模型与ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型的连接
连接步骤如下图：

将 VR 模型放到 simulink 的过程中，会出现 translation 和 rotation 接口不出现的情况，，必须命名使用的模型，否则一直使用默认名称的话奖无法显示相关接口。（左图为改名后的正常情况，右图为未改名的无端口情况）

点击 OK，那么我们就能实现 VR 虚拟现实了。
7. 运行与仿真

当接入ｓｉｍｕｌｉｎｋ后，应当对输入的数据格式进行检查。那么，如何设置输入通道，让我们回到v-realm　builder中检查translations与Rotation所需的数据格式。双击vr模块，打开编辑器。

可看到朝向所需为一个四维数值向量，给ｘｙｚ输入非零值可以选定旋转轴，给rotation输入则表示在选定坐标轴上的旋转角度（输入为弧度制）。

Translation上的移动比较简单，输入三维数值向量即可。可通过输入斜坡信号进行匀速运动。

设置好输入后，可进行仿真。

一些拓展模块

VR To Video是一个输出视频的模块，可以将V-Realm Builder中构建的虚拟现实场景转换为视频格式进行输出。使用VR To Video模块需要先将场景中的相机和视角进行设置。具体操作如下：
① 在V-Realm Builder中选中场景中的相机，进入属性设置界面。
②在属性设置界面中，设置相机的位置、旋转和视场等参数，以及输出视频的分辨率、帧率、时长等参数。
② 在V-Realm Builder中添加VR To Video模块，将其连接到相机模块之后。
④在VR To Video模块的属性设置界面中，选择输出视频的格式、路径和文件名，以及视频的起始时间和持续时间等参数。
⑤在V-Realm Builder中运行场景，VR To Video模块将会输出指定格式的视频文件。

VR Signal Expander用于将信号拓展到多个通道，通常在虚拟现实应用程序中使用。在Simulink中使用VR Signal Expander的步骤如下：
　 ①在“Block Parameters”对话框中，设置“Number of output signals”参数为所需的通道数目。
③ 点击“OK”按钮以保存设置。
③将需要拓展的信号输入到“VR Signal Expander”块

9.小结
9.1使用Simulink 3D Animation，可以按照以下步骤进行：
①安装Simulink 3D Animation工具箱
②创建3D场景：使用Simulink 3D Animation中的3D场景编辑器可以创建自定义的3D场景，例如添加地形、道路、建筑等元素。
③导入3D模型：在3D场景中导入3D模型，例如汽车、机器人等，并将其与Simulink仿真模型进行连接。
④编写MATLAB脚本：通过编写MATLAB脚本，可以控制模型的运动和动画效果。例如，可以编写MATLAB脚本来控制车辆的转向、加速、制动等。
⑤运行仿真：运行Simulink仿真模型，同时打开3D场景和MATLAB脚本，可以实时显示仿真结果和动画效果。
⑥分析仿真结果：使用Simulink 3D Animation提供的多种工具和API，可以对仿真结果进行分析和可视化。例如，可以显示车辆的运动轨迹、速度曲线等。
9.2目前关于Simulink 3D Animation的中文资料很少，我们可以根据matlab自带的例子来进行学习。

以上经验是本人揣摩例子，不断试错得出，必然会有所不当之处，欢迎指正。

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