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4.7 KiB
Python
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import omni.isaac.core.utils.prims as prim_utils
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from omni.isaac.core.simulation_context import SimulationContext
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from omni.isaac.core.utils.stage import get_current_stage
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from pxr import UsdGeom, UsdPhysics, PhysxSchema, Gf, Sdf
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# 引入 PhysX 粒子工具 (Omniverse 内置库)
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import omni.physx.scripts.utils as physxUtils
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import omni.physx.scripts.particleUtils as particleUtils
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def create_fluid_scene():
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stage = get_current_stage()
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# 1. 初始化仿真环境
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sim = SimulationContext()
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# 确保物理频率适合流体 (流体通常需要更小的步长或更多的子步)
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sim.set_simulation_dt(physics_dt=1.0 / 60.0, rendering_dt=1.0 / 60.0)
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# 2. 创建粒子系统 (Particle System)
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# 这是管理所有流体粒子的容器
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particle_system_path = "/World/FluidSystem"
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particleUtils.add_physx_particle_system(
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stage=stage,
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particle_system_path=particle_system_path,
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simulation_owner=None,
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radius=0.02, # 粒子半径（决定流体分辨率）
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contact_offset=0.03,
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solid_rest_offset=0.02,
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fluid_rest_offset=0.02,
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mode="fluid" # 设置为流体模式
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)
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# 3. 创建流体材质 (定义粘度)
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# 对于像蜂蜜或洗发水这样的"带流性"液体，需要高粘度
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material_path = "/World/FluidMaterial"
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particleUtils.add_pbd_particle_material(
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stage=stage,
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path=material_path,
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cohesion=0.02, # 内聚力 (让液体聚在一起)
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viscosity=0.5, # 粘度 (关键参数：数值越大越粘稠，如蜂蜜)
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surface_tension=0.01, # 表面张力
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friction=0.1, # 粒子间摩擦
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damping=0.1 # 阻尼
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)
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# 4. 创建流体几何体 (在试管初始位置生成一堆粒子)
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# 假设我们在 (0, 0, 0.5) 的位置生成一团液体
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fluid_path = "/World/Liquid"
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# 使用网格采样创建粒子点集
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particleUtils.add_physx_particleset_pointinstancer(
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stage=stage,
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path=fluid_path,
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particle_system_path=particle_system_path,
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self_collision=True,
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fluid=True,
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particle_group=0,
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particle_mass=0.001,
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density=1000.0 # 水的密度
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)
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# 这里的关键是将材质绑定到几何体
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physxUtils.add_physics_material_to_prim(stage, stage.GetPrimAtPath(fluid_path), material_path)
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# 这里的逻辑通常需要编写一个简单的生成器，在空间中填满粒子
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# 为了演示简单，我们假设通过 create_grid_particles 生成位置
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# 在实际 Isaac Lab 中，你通常会加载一个预先保存好的带粒子的 USD，或者使用 SamplingAPI
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points = []
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for x in range(5):
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for y in range(5):
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for z in range(10):
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points.append(Gf.Vec3f(x*0.04, y*0.04, 0.5 + z*0.04))
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# 将坐标赋予粒子系统
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points_attr = stage.GetPrimAtPath(fluid_path).GetAttribute("positions")
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points_attr.Set(points)
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# 5. 创建容器 (烧杯和试管)
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# 这里使用简单的圆柱管演示，实际应用需加载 .usd 模型
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# 烧杯 (底部接收)
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beaker_path = "/World/Beaker"
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prim_utils.create_cyl(
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prim_path=beaker_path,
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radius=0.15,
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height=0.2,
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position=Gf.Vec3d(0, 0, 0.1)
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)
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# 注意：PrimUtils创建的是实心凸包，流体进不去。
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# 关键步骤：必须将容器碰撞改为 Mesh (SDF) 或手动用多个面拼成空心杯子。
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# 在代码中通常加载自定义 USD 资产，这里仅做说明：
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# setup_concave_collision(beaker_path)
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# 试管 (上方倒水)
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tube_path = "/World/TestTube"
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tube = prim_utils.create_cyl(
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prim_path=tube_path,
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radius=0.05,
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height=0.2,
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position=Gf.Vec3d(0.2, 0, 0.6) # 位于烧杯上方侧面
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)
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# 为试管添加刚体属性以便旋转
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physxUtils.set_rigid_body_properties(stage, tube_path)
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return sim, tube_path
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def run_simulation(sim, tube_path):
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# 6. 开始循环并执行“倒水”动作
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sim.initialize_physics()
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sim.play()
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stage = get_current_stage()
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tube_prim = stage.GetPrimAtPath(tube_path)
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xform = UsdGeom.Xformable(tube_prim)
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# 模拟 500 帧
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for i in range(500):
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# 简单的运动学控制：慢慢旋转试管
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if i < 200:
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# 旋转以倒出液体 (欧拉角或四元数)
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rotation = Gf.Rotation(Gf.Vec3d(0, 1, 0), i * 0.5) # 绕Y轴旋转
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# 注意：实际代码需处理完整的 Transform 设置
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current_xform = xform.GetLocalTransformation()
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# 这里简化处理，直接更新姿态逻辑需根据具体场景编写
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sim.step()
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# 执行
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if __name__ == "__main__":
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sim, tube = create_fluid_scene()
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run_simulation(sim, tube)
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