【免费下载】 OpenSim教程一——OpenSim 入门介绍

简介

OpenSim 是斯坦福大学开发的用于开发、分析和可视化人体肌肉骨骼系统的免费开源软件。它能应用在很多领域，如行走动力学分析、运动表现研究、手术过程仿真、医疗器械设计等。在OpenSim中，一个肌肉骨骼模型是由各个关节把多块骨骼连接起来，其中肌肉附着在骨骼上，通过肌肉产生的力来带动关节运动。目前OpenSim 被用于全球上百个生物力学实验室的运动研究，并拥有一个活跃的开发者社区来不断完善其功能。

主要内容

1. OpenSim 4.0 - 下载安装
   截止到2018年12月，软件最新版本是OpenSim 4.0。软件有Windows和Mac两个版本，为方便使用，我将Windows版安装包上传到网盘，大家可以自行下载。

2. 界面介绍
   安装好后双击桌面图标打开软件便可看到如下界面：

   • 右边一大块空白区域是模型的展示窗口，可以用鼠标调整模型（左键旋转，右键缩放，中键拖拽位移）。
   • 左上角红色框的是菜单栏，导入模型、使用插件、设置偏好等从这里操作。
   • 上方蓝色框的是动作控制栏，可以在这里操控模型的运动。
   • 左边黄色框中有导航窗口Navigator，以层级结构展示模型的特性（如骨骼、关节、肌肉、力等）和坐标窗口Coordinates，设置各关节的转动角度。
   • 左下方绿色框的是上面Navigator中选中内容的详细特性，可以在这里修改一些参数的值。
   • 下方灰色框住的是命令行窗口Scripting shell windows和信息窗口Messages，比较少用到。

3. 导入模型
   示范如何导入一个人体肌肉骨骼模型，并让它走起来：

   • 点击菜单栏中File->Open Model…，从安装目录中选择Models文件夹，可以看到里面有很多个子文件夹，那些是OpenSim自带的模型。
   • 我们点开其中的Gait2392_Simbody 文件夹，选中gait2392_simbody.osim并点击Open，这样我们就导入了一个模型。

4. 加载动作
   要想让模型动起来，首先要加载运动文件：

   • 点击菜单栏中File->Load Motion…，选择Gait2392_Simbody文件夹下的Tutorial1子文件夹，选中normal.mot然后点击Load，加载正常步态的运动文件。
   • 此时可以在动作控制栏中看到动作名称，并且导航窗口中多了一个Motions分支。
   • 接着就可以在动作控制栏中拖动滑块让模型“走”起来了，另外还可以选择前向播放、逆向播放、暂停、循环播放等操作，甚至可以一帧帧播放。

总结

通过本教程，我们已经了解了OpenSim 最基本的一些功能。下面就可以好好把玩一下这个软件啦，比如加载其他的模型、查看每块肌肉、拖拽关节转动等。如果想了解更多操作或比较系统地学习这个软件，可以查看官方的Tutorials。