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从CAD工具导入3D模型

若要从CAD工具导入模型,请将产品装配模型转换为动态仿真模块®3 d动画™软件大多数CAD工具都有X3D导出过滤器。如果CAD工具中不能直接使用导出筛选器,则可以使用第三方提供的转换实用程序。

将CAD模型导出为X3D格式时,可以设置几个选项来自定义输出。您可以设置特定于导出筛选器的选项或一般CAD文件属性。有关如何设置这些属性的具体细节,请参阅CAD系统文档。一些最典型和最有用的CAD文件属性是:

  • 细节层面的考虑

  • 导出文件中使用的单位

  • 使用的坐标系

  • 装配层次结构

细节层面的考虑

通常,CAD模型是参数化模型,使用专有的对象渲染方法来处理各种上下文。在模型导出过程中,对组件的内部参数化模型进行镶嵌。在此过程中,将模型曲面划分为三角形网格,用IndexedFaceSet节点。在细分之前,设置网格的粒度,以便它适合进一步使用。稍后修改多边形计数是不实际的。基于镶嵌模型的物体形状和结构的分辨率无关信息丢失,无法重建。

为了有效地渲染移动部件,保持虚拟世界模型尽可能简单,最小化可见模型退化。在这两个需求之间找到适当的折中方案。

计算机和图形加速器有不同的性能级别,因此对于适合使用的多边形或三角形的数量并没有确切的建议。方法中显示生成的虚拟世界3D文件,以评估模型的复杂性Simulink 3D动画查看器并观察查看器对导航的响应。如果您可以在虚拟世界中导航而没有任何明显的延迟,则该模型适合于进一步的工作。如果您将虚拟世界连接到Simulink模型,就可以获得更精确的适用性度量。例如,您可以找到在模拟过程中每秒呈现的帧数。

导出文件中使用的单位

X3D长度单位为米。为了在虚拟世界中正确缩放导出的部件,可以使用仪表导出部件。如果导出的对象或大或小,请考虑以其他规模创建虚拟世界。在本例中,使用米以外的单位导出对象。

虚拟现实观众使用与人的尺寸相当的尺寸进行测量,以达到虚拟现实的沉浸效果。观看者假定您准备了场景,以便场景的虚拟访问者(虚拟化身)可以浏览或检查它。虚拟角色的物理尺寸可用于碰撞检测、近目标裁剪或地形跟踪等计算。要自定义角色尺寸和其他特定于导航的参数(如默认导航速度),请使用NavigationInfo节点。的Simulink 3D动画查看器可以有效地在虚拟世界中导航,包括缩放场景。例如,您可以使用查看器来检查微型物体或在太空中可视化大型飞机操作。

使用的坐标系

X3D使用笛卡尔坐标系,其轴定义如下:

  • +x点对吧

  • +y点了

  • +z指向屏幕外

为了避免以后将对象轴转换为虚拟世界系统,尽可能使用相同的坐标系统导出CAD模型。如果您的CAD工具使用不同的坐标系统,并且不允许您为导出的对象更改它,请注意系统差异。然后稍后在模型中实现轴转换。

例如,如果您导出一个车辆模型,使其指向+x虚拟世界道路上的轴:

  • 使道路也指向+x方向。

  • 使用x为车辆动力学模型的坐标。

  • 记下零件在坐标系中的方位。

当CAD工具允许您动画部件和组件时,请将它们的位置重置为导出之前的初始状态。

装配层次结构

零件装配的导出根据模型的结构不同而不同,通常有两种形式:

  • 所有部分都相互独立,或者场景中的对象在场景层次的同一层次上相互独立。导出的虚拟世界3D文件具有平面结构,所有部分坐标都定义为全局坐标。

  • 零件遵循CAD工具中定义的层次结构。导出的虚拟世界3D文件通过Transform-children机制,创建一个嵌套结构。在这种情况下,通常零件坐标是在零件的父部件的局部坐标系中定义的。

    例如,您可以导出具有以下对象层次结构的机器人。每个部分的坐标在父节点的局部坐标系中定义:

    旋转支撑-手臂-手腕-手-工具

当旋转支架移动时,所有其他部件都设计与之一起移动。

虚拟世界3D文件的层次结构必须对应于程序集动态模型中使用的坐标,如下所示:

  • 如果所有部件都在Simulink或Simscape™多体™模型在全局坐标下定义,采用平面虚拟世界结构。

  • 如果所有部件都在Simulink或Simscape多体模型遵循层次关系,采用嵌套的虚拟世界结构。

为了说明这两种情况,想象一个旋转的钟摆。当灰色的手臂围绕垂直轴旋转时,橙色的钟摆围绕垂直轴摆动z轴在旋转灰臂的局部坐标中。

如果摆动力学模型对所有运动部件使用全局坐标,则虚拟世界模型具有平面结构。

这是平面结构的代码。

如果摆动力学模型对运动部件使用局部坐标,则对应的虚拟世界模型具有嵌套结构。

下面是嵌套结构的代码。

一些第三方工具允许您将程序集的每个部分导出到单独的虚拟世界3D文件中。方法在一个主文件中引用所有部件内联机制。以这种方式引用是使用程序集的推荐方式,因为主文件很小,易于理解和修改。

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