🚀 快速入門指南

使用 NVIDIA Isaac Sim 為赤土崎全齡社福樞紐建立 3D 模型

📋 前置準備檢查清單

硬體需求

GPU: NVIDIA RTX 3060 或更高（建議 RTX 4070+）
RAM: 32GB 以上
儲存空間: 至少 150GB 可用空間
作業系統: Ubuntu 20.04/22.04 或 Windows 10/11

軟體需求

NVIDIA 驅動程式（最新版）
NVIDIA Isaac Sim 2023.1.1 或更新版本
Blender 3.6 或更新版本
Python 3.10+

⚡ 方法A: 使用 Blender 建模（推薦新手）

步驟 1: 安裝 Blender

# Ubuntu
sudo snap install blender --classic

# 或從官網下載
# https://www.blender.org/download/

步驟 2: 執行建模腳本

方式 1: 在 Blender 內執行

開啟 Blender
切換到 Scripting 工作區（頂部選單）
點擊 Open → 選擇 /home/user/building/scripts/blender_generate_1F.py
點擊 Run Script (▶️ 按鈕)
等待建模完成（約 1-2 分鐘）

方式 2: 命令列執行

cd /home/user/building
blender --background --python scripts/blender_generate_1F.py

步驟 3: 檢視模型

在 Blender 中:

按數字鍵 0 → 切換到攝影機視角
按 Z → 選擇 Rendered → 查看渲染效果
使用滑鼠中鍵拖曳 → 旋轉視角
滾動滑鼠滾輪 → 縮放

步驟 4: 匯出 USD

File → Export → Universal Scene Description (.usdc)

設定:
✅ File Format: Binary (.usdc)
✅ Selection Only: OFF
✅ Export Materials: ON

儲存位置: /home/user/building/assets/floor_1F.usdc

步驟 5: 在 Isaac Sim 中開啟

啟動 Isaac Sim
File → Open
選擇 /home/user/building/assets/floor_1F.usdc
完成！

⚡ 方法B: 直接使用 Isaac Sim（進階）

步驟 1: 安裝 Isaac Sim

透過 Omniverse Launcher（推薦）:

下載 NVIDIA Omniverse Launcher
安裝並啟動 Launcher
在 Exchange 標籤中找到 Isaac Sim
點擊 Install（約 15GB 下載）
安裝完成後點擊 Launch

步驟 2: 執行 Isaac Sim 腳本

在 Isaac Sim Script Editor 中執行:

開啟 Isaac Sim
Window → Script Editor
File → Open Script
選擇 /home/user/building/scripts/generate_floor_1F.py
點擊 Run (▶️)
等待場景生成

或使用命令列:

# 找到 Isaac Sim 安裝路徑
ISAAC_SIM_PATH=~/.local/share/ov/pkg/isaac_sim-2023.1.1

# 執行腳本
$ISAAC_SIM_PATH/isaac-sim.sh --exec /home/user/building/scripts/generate_floor_1F.py

步驟 3: 調整場景

在 Isaac Sim 中:

視角控制:
- 滑鼠中鍵拖曳: 旋轉
- Shift + 滑鼠中鍵: 平移
- 滾輪: 縮放
材質調整:
- 在 Stage 面板選擇物件
- 在 Property 面板調整 Material 參數
照明調整:
- 選擇 /Lights/DomeLight
- 調整 Intensity（建議 1000-2000）

🎨 進階：添加家具

使用 Blender 添加簡單家具

在 blender_generate_1F.py 腳本的最後添加:

# 添加餐桌範例
def create_table(name, location):
    # 桌面
    bpy.ops.mesh.primitive_cube_add(location=(location[0], location[1], 0.75))
    table_top = bpy.context.active_object
    table_top.name = f"{name}_Top"
    table_top.scale = (0.6, 0.4, 0.025)

    # 桌腳
    for dx, dy in [(0.5, 0.3), (0.5, -0.3), (-0.5, 0.3), (-0.5, -0.3)]:
        bpy.ops.mesh.primitive_cylinder_add(
            location=(location[0] + dx, location[1] + dy, 0.375),
            radius=0.05,
            depth=0.75
        )
        leg = bpy.context.active_object
        leg.name = f"{name}_Leg"

# 在餐廳添加 10 張桌子
for i in range(10):
    row = i // 5
    col = i % 5
    create_table(f"Table_{i+1}", (12 + col * 2, -4 + row * 3, 0))

# 重新執行腳本

🏗️ 建立完整建築物（所有樓層）

步驟 1: 建立所有樓層模型

# 逐一執行每層樓的腳本（尚未建立，需參考 1F 腳本自行修改）
blender --background --python scripts/blender_generate_B1.py
blender --background --python scripts/blender_generate_1F.py
blender --background --python scripts/blender_generate_2F.py
blender --background --python scripts/blender_generate_3F.py
blender --background --python scripts/blender_generate_4F.py

步驟 2: 組裝完整場景

在 Isaac Sim Script Editor 執行:

from pxr import Usd, UsdGeom, Gf

# 建立新場景
stage = Usd.Stage.CreateNew("/home/user/building/scenes/complete_building.usd")
UsdGeom.SetStageMetersPerUnit(stage, 1.0)

# 載入各樓層（設定不同高度）
floors = {
    "B1": -3.5,
    "1F": 0.0,
    "2F": 4.0,
    "3F": 7.8,
    "4F": 11.3,
}

for floor_name, height in floors.items():
    floor_path = f"/Building/{floor_name}"
    floor_xform = UsdGeom.Xform.Define(stage, floor_path)
    floor_xform.AddTranslateOp().Set(Gf.Vec3d(0, 0, height))

    # 參照外部 USD 檔案
    floor_ref = stage.DefinePrim(f"{floor_path}/Geometry")
    floor_ref.GetReferences().AddReference(f"../assets/floor_{floor_name}.usdc")

# 儲存場景
stage.Save()
print("✅ 完整建築場景已建立！")

📊 專案檔案結構

建議的專案目錄結構:

/home/user/building/
├── CLAUDE.md                          # 建築設計文檔（已存在）
├── QUICKSTART.md                      # 本快速入門指南
├── isaac_sim_implementation_plan.md  # 詳細實作計劃
│
├── scripts/                           # Python 腳本
│   ├── blender_generate_1F.py        # Blender 1F 建模腳本
│   ├── blender_generate_2F.py        # （待建立）
│   ├── blender_generate_3F.py        # （待建立）
│   ├── blender_generate_4F.py        # （待建立）
│   ├── blender_generate_B1.py        # （待建立）
│   └── generate_floor_1F.py          # Isaac Sim 1F 建模腳本
│
├── assets/                            # USD 模型檔案
│   ├── floor_B1.usdc                 # （將由 Blender 匯出）
│   ├── floor_1F.usdc                 # （將由 Blender 匯出）
│   ├── floor_2F.usdc                 # （將由 Blender 匯出）
│   ├── floor_3F.usdc                 # （將由 Blender 匯出）
│   ├── floor_4F.usdc                 # （將由 Blender 匯出）
│   └── furniture/                     # 家具模型
│       ├── tables.usdc
│       ├── chairs.usdc
│       └── equipment.usdc
│
├── scenes/                            # 完整場景檔案
│   ├── complete_building.usd         # 整合所有樓層的場景
│   └── test_1F.usd                   # 測試用場景
│
├── renders/                           # 渲染輸出
│   ├── images/                       # 靜態圖片
│   └── videos/                       # 動畫影片
│
└── blender/                           # Blender 專案檔
    ├── floor_1F.blend
    ├── floor_2F.blend
    └── ...

🎬 渲染與匯出

在 Isaac Sim 中渲染高品質圖片

調整到想要的攝影機視角
Render Settings (右側面板):
- Renderer: Path Tracing
- Samples: 256 或更高
- Denoiser: ON
Movie Capture:
- Window → Utilities → Movie Capture
- 設定 Resolution: 1920×1080 或 3840×2160
- Format: PNG (圖片) 或 MP4 (影片)
- 點擊 Capture

匯出 360° 環景圖

# 在 Isaac Sim Script Editor 執行
import omni.kit.viewport.utility as vp_util

# 設定 360° 攝影機
camera = stage.DefinePrim("/Camera360", "Camera")
camera.GetAttribute("focalLength").Set(18)  # 廣角

# 渲染 360° 圖片（需要 360° rendering 插件）
# 或手動旋轉攝影機渲染多張圖片後拼接

❓ 常見問題排解

Q1: Blender 腳本執行後沒有看到模型？

A: 檢查以下幾點:

確認 Console 沒有錯誤訊息（Window → Toggle System Console）
在 Outliner 面板檢查是否有建立物件
按數字鍵 7 (頂視圖) 和 Home 鍵（全畫面顯示）
嘗試縮小視角（滾輪向外滾）

Q2: Isaac Sim 載入 USD 檔案後畫面全黑？

檢查照明: 選擇 /Lights/DomeLight，調高 Intensity
調整攝影機位置: 可能在模型內部
切換 Viewport 渲染模式: 右上角選擇不同的渲染模式

Q3: USD 匯出後材質遺失？

Blender 匯出時確認勾選 Export Materials
使用 .usdc 格式（二進位，較穩定）
在 Isaac Sim 中手動重新指定材質

Q4: 記憶體不足？

分樓層建模，不要一次載入全部
降低多邊形數量（Blender: Modifier → Decimate）
使用較低解析度的貼圖

📚 延伸學習資源

官方教學

YouTube 推薦

Blender 建築建模: 搜尋 "Blender Architecture Tutorial"
Isaac Sim 入門: NVIDIA Omniverse Channel

社群支援

🎯 下一步建議

本週目標

安裝 Blender 和 Isaac Sim
執行 blender_generate_1F.py 建立 1F 模型
成功匯出 USD 並在 Isaac Sim 中開啟
調整材質和照明

本月目標

建立所有 5 層樓的模型（參考 1F 腳本）
組裝完整建築場景
添加基本家具
產出高品質渲染圖

進階目標

添加動畫（電梯、門、人員移動）
使用 Omniverse 協作功能（多人編輯）
整合物理模擬（碰撞檢測）
VR 虛擬實境導覽

祝你建模順利！🚀

有任何問題歡迎查閱 isaac_sim_implementation_plan.md 詳細文檔。

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步驟 2: 執行 Isaac Sim 腳本

步驟 3: 調整場景

🎨 進階：添加家具

使用 Blender 添加簡單家具

🏗️ 建立完整建築物（所有樓層）

步驟 1: 建立所有樓層模型

步驟 2: 組裝完整場景

📊 專案檔案結構

🎬 渲染與匯出

在 Isaac Sim 中渲染高品質圖片

匯出 360° 環景圖

❓ 常見問題排解

Q1: Blender 腳本執行後沒有看到模型？

Q2: Isaac Sim 載入 USD 檔案後畫面全黑？

Q3: USD 匯出後材質遺失？

Q4: 記憶體不足？

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在 Isaac Sim 中渲染高品質圖片

匯出 360° 環景圖

❓ 常見問題排解

Q1: Blender 腳本執行後沒有看到模型？

Q2: Isaac Sim 載入 USD 檔案後畫面全黑？

Q3: USD 匯出後材質遺失？

Q4: 記憶體不足？

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