渲染并保存动画#

除了实时渲染，IR-SIM 还可以将一次运行导出为动态 GIF 或视频，并支持 3D 绘图。本页展示如何渲染环境并将结果保存为各种格式。

渲染环境#

可以调用 env.render() 渲染环境，并通过调整参数来控制每一帧的渲染。主要参数包括：

  • interval： 帧间时间间隔（默认 0.05），用于控制可视化速度。

  • figure_kwargs： 传递给图像的参数，如 transparent、bbox_inches、dpi 等，默认 {}。详见 savefig。

  • kwargs： 额外参数，会传递给所有 object.plot 以设置默认绘图行为。

将动画保存为 GIF#

在 make() 函数中将 save_ani 设为 True，即可轻松把仿真动画保存为 GIF：


env = irsim.make(save_ani=True)

for i in range(300):

    env.step()
    env.render(0.05)

    if env.done():
        break

env.end(ending_time=3)

world:
  height: 10  # the height of the world
  width: 10   # the width of the world
  step_time: 0.1  # 10Hz calculate each step
  sample_time: 0.1  # 10 Hz for render and data extraction 
  offset: [0, 0] # the offset of the world on x and y 
  collision_mode: 'stop'  # 'stop', 'unobstructed', 'unobstructed_obstacles'
  control_mode: 'auto'  # 'keyboard', 'auto'
  plot:
    show_title: False
    no_axis: False

robot:
  - kinematics: {name: 'diff'}  # omni, diff, acker
    shape: {name: 'circle', radius: 0.2}  # radius
    # shape: {name: 'rectangle', length: 0.5, width: 0.2}  # radius
    state: [1, 1, 0]  
    goal: [9, 4, 0] 
    # acce: [3, .inf]   # acce of [linear, angular]  or [v_x, v_y] or [linear, steer]
    behavior: {name: 'dash'} # move toward to the goal directly 

  - kinematics: {name: 'diff'}  # omni, diff, acker
    shape: {name: 'circle', radius: 0.2}  # radius
    # shape: {name: 'rectangle', length: 0.5, width: 0.2}  # radius
    state: [5, 1, 0]  
    goal: [2, 6, 0] 
    # acce: [3, .inf]   # acce of [linear, angular]  or [v_x, v_y] or [linear, steer]
    behavior: {name: 'dash'} # move toward to the goal directly 
    color: 'royalblue'
    plot: {show_trajectory: True, show_trail: True, trail_fill: True, trail_alpha: 0.2} 
      
      
obstacle:
  - number: 10
    distribution: {name: 'manual'}
    shape:
      - {name: 'circle', radius: 1.5}  # radius
      - {name: 'circle', radius: 1.0}  # radius
      
    state: [[20, 34], [31, 38], [10, 20], [41, 25], [20, 13], [16, 26], [10, 24], [18, 20], [16, 26], [19, 26], [10, 30]]
参数选择

ending_time 表示窗口关闭所需时间。动画的生成同样发生在 env.end() 中，可通过该函数的额外参数控制导出行为。参数细节参见 env.end()。

常用的 GIF 参数示例如下：

  • loop： GIF 循环次数，默认 0（无限循环）。

  • duration： 每帧持续时间（秒），可统一设置或为每帧单独设置。

  • fps： 每秒帧数，若未提供 duration，则每帧持续时间为 1/fps，默认 10。

  • subrectangles： 若为 True，会仅保存相较上一帧变化的矩形区域以优化 GIF，默认 True。

小技巧

动画生成的原理是保存每一帧的图像，再组合成 GIF 文件。

将动画保存为视频#

在 env.end() 中将文件后缀设为 .mp4，即可把仿真动画保存为视频。请通过 pip install imageio[ffmpeg] 安装 ffmpeg，示例如下：


env = irsim.make(save_ani=True)

for i in range(300):

    env.step()
    env.render(0.05)

    if env.done():
        break

env.end(ending_time=3, suffix='.mp4')

小技巧

更多动画文件后缀可参考 imageio 文档。

3D 绘图#

在 irsim.make 中将 projection 设为 3d，即可渲染仿真的 3D 图，示例如下：


env = irsim.make(projection='3d')

for i in range(300):

    env.step()
    env.render(0.05)

    if env.done():
        break

env.end(3)

world:
  height: 10  # the height of the world
  width: 10   # the width of the world
  step_time: 0.1  # 10Hz calculate each step
  sample_time: 0.1  # 10 Hz for render and data extraction 
  offset: [0, 0] # the offset of the world on x and y 
  plot:
    show_title: False

robot:
  kinematics: {name: 'diff'}  # omni, diff, acker
  shape: {name: 'circle', radius: 0.2}  # radius
  # shape: {name: 'rectangle', length: 0.3, width: 1.0} 
  state: [1, 1, 0]  
  goal: [9, 9, 0] 
  # acce: [3, .inf]   # acce of [linear, angular]  or [v_x, v_y] or [linear, steer]
  behavior: {name: 'dash'} # move toward to the goal directly 
  color: 'g'
  plot:
    show_trajectory: True
    show_trail: True
  # description: 'diff_robot0.png'

  sensors:
      - name: 'lidar2d'
        range_min: 0
        range_max: 5
        angle_range: 3.14 #  4.7123
        number: 200
        noise: False
        std: 0.2
        angle_std: 0.2
        alpha: 0.3
参数选择

备注

当前 3D 绘图仅在三维空间展示 2D 对象，尚不支持真 3D 对象。