教程 2：环境修改 （45分钟）

目标与简介

本教程将教你如何修改Webots仿真环境。你将学习如何添加、删除和修改场景中的对象，以及如何创建更复杂的仿真环境。本教程基于官方教程2。

目录

1. 环境设置

在开始本教程之前，请确保你已经完成了教程1，并且有一个可用的Webots项目。我们将基于教程1中创建的环境进行修改。

📝 动手实践 #1： 打开教程1中创建的项目 my_first_simulation，加载世界文件 my_first_simulation.wbt。确保仿真处于暂停状态，虚拟时间计数器显示 0:00:00:000。

2. 添加对象

在Webots中，你可以添加各种预定义的对象到场景中。这些对象包括几何体、机器人、传感器等。让我们添加一些新的对象来丰富我们的环境。

📝 动手实践 #2： 在场景树中选中 RectangleArena 节点，点击 ADD图标 按钮。在对话框中选择 PROTO nodes (Webots Projects) / objects / factory / containers / WoodenBox (Solid) 添加一个新的木箱。
📝 动手实践 #3： 再次点击 ADD图标 按钮，这次选择 PROTO nodes (Webots Projects) / objects / factory / containers / MetalBox (Solid) 添加一个金属箱。

3. 修改对象属性

每个对象都有多个属性可以修改，包括位置、大小、颜色等。让我们修改刚添加的对象的属性。

📝 动手实践 #4： 双击新添加的 WoodenBox 节点，展开其属性。修改以下字段：
  1. translation：设置为 1.0 0 0.05（将箱子移动到右侧）
  2. size：设置为 0.2 0.2 0.2（增大箱子尺寸）
  3. rotation：设置为 0 0 1 0.785（旋转45度）
📝 动手实践 #5： 双击 MetalBox 节点，修改其属性：
  1. translation：设置为 -1.0 0 0.05（将箱子移动到左侧）
  2. size：设置为 0.15 0.15 0.15（设置较小的尺寸）

4. 物理属性设置

为了让对象能够参与物理仿真，需要设置适当的物理属性，如质量、摩擦系数等。

📝 动手实践 #6： 为两个箱子设置物理属性：
  1. 选中 WoodenBox，展开 physics 字段，设置 mass 为 0.5
  2. 选中 MetalBox，展开 physics 字段，设置 mass 为 1.0
  3. 保存世界文件
📝 动手实践 #7： 点击 运行按钮 按钮运行仿真，观察两个箱子的物理行为差异。木箱较轻，金属箱较重，它们会表现出不同的物理特性。

5. 材质和纹理

Webots支持为对象添加材质和纹理，使场景更加真实。让我们为箱子添加不同的材质。

📝 动手实践 #8： 为箱子添加材质：
  1. 选中 WoodenBox，展开 appearance 字段
  2. 在 material 字段中，设置 diffuseColor 为 0.8 0.6 0.2（棕色）
  3. 选中 MetalBox，设置 diffuseColor 为 0.7 0.7 0.8（银灰色）
  4. 设置 shininess 为 0.8（增加金属光泽）

6. 光照设置

适当的光照设置可以显著改善场景的视觉效果。让我们添加一些光源。

📝 动手实践 #9： 添加光源：
  1. 在场景树中选中 WorldInfo 节点
  2. 点击 ADD图标 按钮
  3. 选择 PROTO nodes (Webots Projects) / lights / DirectionalLight
  4. 设置 direction 为 0.5 -0.5 -1（斜向光照）
  5. 设置 intensity 为 0.8
📝 动手实践 #10： 添加点光源：
  1. 再次点击 ADD图标 按钮
  2. 选择 PROTO nodes (Webots Projects) / lights / PointLight
  3. 设置 location 为 0 0 2（在场景上方）
  4. 设置 intensity 为 0.5
  5. 设置 color 为 1 0.9 0.8（暖色调）

7. 总结

恭喜你完成了Webots环境修改教程！你已经学会了：

  • 如何添加各种预定义对象到场景中
  • 如何修改对象的位置、大小、旋转等几何属性
  • 如何设置物理属性，使对象参与物理仿真
  • 如何为对象添加材质和颜色
  • 如何添加不同类型的光源来改善场景照明
  • 如何保存和测试修改后的环境

这些技能将帮助你创建更复杂和真实的仿真环境。在下一个教程中，我们将学习如何使用传感器来感知环境。

下一步

继续学习 教程3：传感器使用，了解如何让机器人感知周围环境。