Unity 2021.2测试版更真实地机器人训练模拟

Unity 2021.2测试版包含对物理特性的可用性进行了改进,支持全新的用例,同时在机器人模拟领域为用户提供更容易的操作方式和更快的调试方案(www.tangxu.net)。

关节机构改进

关节体组件是机器人模拟的核心,因为它能够以高精度模拟运动链,这对机械手、操作员以及移动机器人等至关重要。Unity一直在听取用户反馈,并做出了多项改变来提高性能和可用性。

为了创造出更好的可读性,已经重新安排了关节体组件的属性。现在,与质量相关的参数在一个可视化的模块中,我们看到与锚相关的参数,然后是与驱动器相关的参数。这些更改已被移植到Unity 2021.1和2020.3版本中。

关节体编辑器现在使用与常规迭代关节相同的关节工具。这确保了整个编辑器的一致体验性。除此之外,用户还可以直观地编辑所有接缝的界限和锚点。

关节工具支持所有关节体的关节类型,因为它们已经扩展到允许编辑棱柱形关节,这在以前是不可用的。

在新版本中关节体有一个新的设置,可以选择碰撞检测模式。支持所有的连续碰撞检测模式,就像刚体一样。这已经被添加到在2021.1和2020.3版本中,因为这一功能在某些用例中是必不可少的。例如,训练一个机器学习模型来控制一个人形角色行走需要启用脚上的连续碰撞检测。

添加力以匹配刚体中的力。直接施加力、加速度或冲量。这简化了预先存在的代码从刚体到关节体的迁移。

我们可以通过明确说明边界条件和特殊情况来提高文档的清晰度。基于用户反馈,Unity还在文档中包含了所有面向C#的关节体组件的度量单位,如质量参数等。

编辑器改进

新版本的Unity使与一般物理相关的管道更容易使用,并提供更强的灵活性,以适应各种使用模式。这使得使用Unity进行更复杂的模拟成为可能,这是由创作者推动的,用户现在能够使用附加功能来更好地进行机器人模拟,从而获得更准确的结果。换句话说,物理调试器现在在隔离模式和内容模式下都支持预置,通过独立观察预制构件的属性,隐藏场景的其余部分,帮助用户更好的贯彻逐个击破的设计原则。

物理层是优化碰撞、检测系统性能的重要工具。尤其是在有很多层的大场景中,最好先禁用所有冲突,然后只启用需要的冲突。为了启用这种使用模式,Unity添加了新的按钮来切换物理设置中所有层之间的碰撞检测。这在有许多层的大型项目中非常有用,但是在这些项目中,用户可以将交互减少到更小的层组合子集,以提高性能。

目前额外的度量标准已添加到物理分析器中。有更多可用的图形可供选择,文本子窗口也可以显示更多关于当前模拟的数据。新增加的内容包括物理查询的总数、关节体的数量以及上一帧同步变换的数量。

用户还可以创建一个定制的探查器模块,其中只包含特定项目所需的度量。

最后,内存使用现在也可以作为指标进行显示。

链式物理查询

物理批处理查询是一种通过在所有可用的内核上运行物理查询来提高物理查询性能的方法(例如Raycasts),这与我们通常只在主线程上运行它们正好相反。

理想情况下,依赖于批处理查询结果的代码本身就是一个C#工作,能够最大限度地提高性能。然而,阻止这种情况发生的主要问题是collider hit被作为Unity Component(RaycastHit .collider)进行报告。Unity组件在主线程之外是不可用的,所以这限制了批处理查询的采用。

为了解决这个问题,collider hit的instance ID已经被显示出来instance ID可以在主线程之外自由使用,所以查询工作链接现在也可以使用。

改进的patch friction

patch friction模式是Unity中默认的摩擦力模拟模式。该模式现在可以进行调整,以在紧张的计算预算内获得合理的结果。

经过全新改进的patch friction模式已经可以在物理设置中使用。当一个接触对中产生多个摩擦锚点时,摩擦力可能比分析模型预测的大两倍。而这种情况下patch friction模式就能很好的解决问题了。

例如,在下图中,具有不同动摩擦力的立方体在平面上滑动。红色立方体显示理论预测的预期最终位置。而蓝色立方体使用的是原先的patch friction模式,在模拟中蓝色立方体只达到了模拟目标的一半。而绿色立方体使用的是全新的改进的patch friction模式,这使得绿色立方体更接近预期值。

接触修改

新的接触修改API现已推出,它允许定制物理引擎对触点做出反应。对于任何接触对,都可以改变其接触点、限制求解器施加的脉冲、调整目标速度等等。在下面的示例中,球体穿过平面,因为它忽略了与它的接触点(可以实现对区域敏感)。而在右边,一个立方体在不旋转的情况下从两个斜面反弹回来,因为我们将接触的反应定制为排除旋转。

这些改进能够确保用户在Unity中的模拟产生更真实的结果。

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