创建一个空场景

创建一个空场景#

本教程展示了如何从独立的 Python 脚本启动和控制 Isaac Sim 模拟器。它在 Isaac Lab 中设置了一个空场景，并介绍了框架中使用的两个主要类 app.AppLauncher 和 sim.SimulationContext 。

请在开始本教程之前查看 Isaac Sim 接口 和 Isaac Sim 工作流 ，以获得对与模拟器一起工作的初步了解。

代码#

本教程对应于 source/standalone/tutorials/00_sim 目录中的 create_empty.py 脚本。

create_empty.py的代码
 1# Copyright (c) 2022-2024, The Isaac Lab Project Developers.
 2# All rights reserved.
 3#
 4# SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
 5
 6"""This script demonstrates how to create a simple stage in Isaac Sim.
 7
 8.. code-block:: bash
 9
10    # Usage
11    ./isaaclab.sh -p source/standalone/tutorials/00_sim/create_empty.py
12
13"""
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15"""Launch Isaac Sim Simulator first."""
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18import argparse
19
20from omni.isaac.lab.app import AppLauncher
21
22# create argparser
23parser = argparse.ArgumentParser(description="Tutorial on creating an empty stage.")
24# append AppLauncher cli args
25AppLauncher.add_app_launcher_args(parser)
26# parse the arguments
27args_cli = parser.parse_args()
28# launch omniverse app
29app_launcher = AppLauncher(args_cli)
30simulation_app = app_launcher.app
31
32"""Rest everything follows."""
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34from omni.isaac.lab.sim import SimulationCfg, SimulationContext
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36
37def main():
38    """Main function."""
39
40    # Initialize the simulation context
41    sim_cfg = SimulationCfg(dt=0.01)
42    sim = SimulationContext(sim_cfg)
43    # Set main camera
44    sim.set_camera_view([2.5, 2.5, 2.5], [0.0, 0.0, 0.0])
45
46    # Play the simulator
47    sim.reset()
48    # Now we are ready!
49    print("[INFO]: Setup complete...")
50
51    # Simulate physics
52    while simulation_app.is_running():
53        # perform step
54        sim.step()
55
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57if __name__ == "__main__":
58    # run the main function
59    main()
60    # close sim app
61    simulation_app.close()

代码解释#

启动模拟器#

使用独立的 Python 脚本时的第一步是启动模拟应用程序。这是必要的，因为只有在模拟应用程序运行后，Isaac Sim 的各种依赖模块才可用。

这可以通过导入 app.AppLauncher 类来完成。此实用程序类包装了 omni.isaac.kit.SimulationApp 类，以启动模拟器。它提供机制来使用命令行参数和环境变量配置模拟器。

对于本教程，我们主要关注将命令行选项添加到用户定义的 argparse.ArgumentParser 中。通过将解析器实例传递给 app.AppLauncher.add_app_launcher_args() 方法，并向其附加不同的参数来完成。这些参数包括启动应用程序无头模式、配置不同的实时流选项和启用脱机渲染。

import argparse

from omni.isaac.lab.app import AppLauncher

# create argparser
parser = argparse.ArgumentParser(description="Tutorial on creating an empty stage.")
# append AppLauncher cli args
AppLauncher.add_app_launcher_args(parser)
# parse the arguments
args_cli = parser.parse_args()
# launch omniverse app
app_launcher = AppLauncher(args_cli)
simulation_app = app_launcher.app

导入 python 模块#

一旦模拟应用程序运行，就可以从 Isaac Sim 和其他库中导入不同的 Python 模块。在这里，我们导入以下模块:

from omni.isaac.lab.sim import SimulationCfg, SimulationContext

配置模拟上下文#

当从独立脚本启动模拟器时，用户可以完全控制播放、暂停和步进模拟器。所有这些操作都通过 模拟上下文 处理。它负责各种时间轴事件，并为模拟器配置 物理场景 。

在 Isaac Lab 中 , sim.SimulationContext 类继承了 Isaac Sim 的 omni.isaac.core.simulation_context.SimulationContext ，以允许通过 Python 的 dataclass 对象配置模拟器，并处理模拟步进的某些复杂性。

对于本教程，我们将将物理和渲染时间步长设置为0.01秒。通过将这些数量传递给 sim.SimulationCfg ，然后用它创建模拟上下文的实例。

    # Initialize the simulation context
    sim_cfg = SimulationCfg(dt=0.01)
    sim = SimulationContext(sim_cfg)
    # Set main camera
    sim.set_camera_view([2.5, 2.5, 2.5], [0.0, 0.0, 0.0])

创建模拟上下文后，我们只配置了作用于模拟场景的物理。这包括用于模拟的设备、重力矢量和其他高级求解器参数。现在还有两个主要步骤剩下来运行模拟:

  1. 设计模拟场景: 添加传感器、机器人和其他模拟对象

  2. 运行模拟循环: 使模拟器进行步进，并从模拟器中设置和获取数据

在本教程中，我们首先看Step 2的空场景，以便首先关注模拟控制。在以下教程中，我们将深入研究Step 1和使用模拟处理程序与模拟器进行交互。

运行模拟#

在设置模拟场景之后，第一件事是调用 sim.SimulationContext.reset() 方法。此方法播放时间轴并初始化模拟器中的物理处理。在第一次步进模拟器之前必须始终调用此方法，否则模拟处理不会正确初始化。

备注

sim.SimulationContext.reset() 不同于 sim.SimulationContext.play() 方法，因为后者只播放时间轴而不初始化物理处理。

播放模拟时间轴后，我们设置了一个简单的模拟循环，其中模拟器在模拟应用程序运行时重复进行步进。 sim.SimulationContext.step() 方法带有 render 作为参数，决定步进是否包括更新与渲染相关的事件。默认情况下，此标志设置为True。

    # Play the simulator
    sim.reset()
    # Now we are ready!
    print("[INFO]: Setup complete...")

    # Simulate physics
    while simulation_app.is_running():
        # perform step
        sim.step()

退出模拟#

最后，通过调用 omni.isaac.kit.SimulationApp.close() 方法停止模拟应用程序并关闭其窗口。

    # close sim app
    simulation_app.close()

代码执行#

现在我们已经浏览了代码，让我们运行脚本并查看结果:

./isaaclab.sh -p source/standalone/tutorials/00_sim/create_empty.py

模拟应该正在进行，并且场景应该正在渲染。要停止模拟，可以关闭窗口或在终端中按下 Ctrl+C 。

create_empty.py 的结果

将 --help 传递给上述脚本将显示先前由 app.AppLauncher 类添加的不同命令行参数。要以无头模式运行脚本，可以执行以下操作:

./isaaclab.sh -p source/standalone/tutorials/00_sim/create_empty.py --headless

现在我们对如何运行模拟有了基本的了解，让我们转到下一个教程，在那里我们将学习如何将资产添加到场景。