SOFA XML 场景结构示例_创建一个刚体粒子 1-rigid.scn

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<?xml version="1.0"?>

<!-- Rigid object in a scene -->
<Node name="root" dt="0.01" gravity="0 0 0">

    <!-- When using components from SOFA modules, plugins, you can import them -->
    <RequiredPlugin name="Sofa.Component.StateContainer"/> <!-- Needed to use components [MechanicalObject] -->

    <DefaultAnimationLoop />

    <Node name="Particle" bbox="-1 -1 -1 1 1 1">

        <!-- Rigid DOFS = x y z + quaternion -->
        <MechanicalObject template="Rigid3d" name="myParticle" position="0 0 0 0 0 0 1" showObject="1" />

    </Node>

</Node>

1.MechanicalObject

MechanicalObject 是 SOFA 里的一个 passive component。它不计算东西，只保存每个时间步我们关心的状态，比如自由度、位置、位移、速度。MechanicalObject 可以理解为状态容器。

2.template="Rigid3d"

当你读一个 SOFA 文件时，看到一个 child node，首先要看里面有没有 MechanicalObject；如果有，最先看它的 template。因为 template 决定这个对象的 自由度性质。

template="Rigid3d" 意思是：这个 Particle 是一个三维刚体（不是可变形物体）。

3.Rigid3d 和 Vec3d 的区别

（1）Vec3d

如果是 template="Vec3d"，那一般表示每个点只有 x, y, z，也就是三维空间中的一个点的位置。适合可变形物体的节点，比如软体、网格点。每个点都可以有自己的位置和速度。

（2）Rigid3d

如果是 template="Rigid3d"，那表示一个刚体自由度，不只是位置，还包括方向。

一个刚体在 3D 空间中需要：位置：x y z 姿态：orientation

这里前 3 个数是 x y z，后 4 个数是四元数 quaternion，用来表示方向。

position="0 0 0 0 0 0 1" 可以拆成：

0 0 0 → 位置 x y z

0 0 0 1 → 姿态 quaternion

所以 position="0 0 0 0 0 0 1" 不是 7 个点，而是一个刚体状态。意识是这个刚体初始状态是：位置在原点、姿态是默认姿态。

四元数 quaternion = 用来表示三维旋转/姿态的方法，它本质上就是 orientation，表示方向/姿态。

4.速度不是 7 个数

Rigid3d 的 position 状态 是：x y z + quaternion = 3 + 4 = 7

但它的 velocity 速度状态 不是 7 个数，而是：线速度 vx vy vz + 角速度 wx wy wz = 3 + 3 = 6

因为姿态用四元数表示，但姿态变化率通常用绕 x/y/z 的角速度表示。

`5.showObject="1"`

showObject 是一个显示/调试选项。它会强制把这个刚体 frame 显示出来，让你看到这个刚体粒子在哪里。

showObject="1"：显示这个对象/小坐标架

showObject="0"：不显示

6.RequiredPlugin

MechanicalObject 这个组件属于 Sofa.Component.StateContainer 这个模块。

RequiredPlugin = 加载某个 SOFA 模块

这里它是为了使用 MechanicalObject 这个组件。

如果不写，有时候也能运行，因为这是 SOFA 自带库，但终端里会有 warning。写上它会让场景文件更清楚、更规范。