MuJoCo 入门教程（四）建模（二）+https://developer.aliyun.com/article/1585356
2.12 复合对象
复合对象不是新的模型元素。相反，它们是现有元素的（大型）集合，旨在仿真粒子系统、绳索、布料和柔性体。这些集合由模型编译器自动生成。用户可以使用新的 XML 元素复合体及其属性和子元素对自动生成器进行高级配置，详见 XML 参考章节。如果保存编译后的模型，复合元素就不再存在，取而代之的是自动生成的常规模型元素集合。因此，可以把它看作是由模型编译器扩展的宏。
复合对象由常规的 MuJoCo 主体组成，在这里我们称之为 "元素主体"。元素体是作为复合对象所在体的子体创建的；因此，复合对象会出现在 XML 中定义常规子体的相同位置。每个自动生成的元素体都附有一个几何体，通常是一个球体，但也可能是一个囊体或椭圆体。因此，复合物体本质上是一个粒子系统，但粒子可以通过仿真各种柔性物体的方式一起移动。元素体的初始位置在一维、二维或三维中形成一个规则的网格。它们都可以是父体（可以是世界或另一个规则体；复合对象不能嵌套）的子体，并具有允许相对于父体运动的关节，或者它们可以形成一个运动树，元素体之间具有关节。它们还可以用肌腱连接起来，肌腱长度上有柔性相等约束，形成必要的耦合。在某些情况下也会使用关节相等约束。用户可以调整这些相等约束的 solref 和 solimp 属性，从而调整复合对象的柔性和弹性。
除了设置物理特性外，复合对象生成器还能创建合适的渲染。二维和三维对象都可以渲染为皮肤。表皮是自动生成的，可以使用双立方体插值进行纹理和细分。实际的物理效果，尤其是碰撞检测，都是基于元素体及其几何体，而表皮则纯粹是一个可视化对象。但在大多数情况下，我们更愿意看到皮肤的表现。为方便起见，生成器会将所有几何体、场地和肌腱归入组 3，默认情况下可视化将被禁用。因此，举例来说，当您加载一个 2D 网格时，您将看到一个连续的柔性表面，而不是一个与筋相连的球体集合。不过，在微调模型并试图理解其背后的物理原理时，渲染球体和腱是非常有用的。要切换渲染风格，请禁用皮肤渲染，并启用第 3 组来渲染球体和筋腱。
在设计复合对象生成器时，我们尽可能采用直观的高级控制，但同时也提供了大量选项，这些选项之间会相互影响，并对生成的物理效果产生深远影响。因此，用户应该仔细阅读参考文档。作为快速入门，MuJoCo 提供了每种复合对象类型的示例。下面我们将详细介绍这些示例，并解释其中不太明显的地方。在所有示例中，我们都有一个包含在模型中的静态场景，然后是一个单一的复合对象。静态场景有一个 mocap 主体（大胶囊），可以用鼠标移动来探测系统的行为。下面的 XML 片段只是复合对象的定义；完整示例请参阅发行版中的 XML 模型文件。
2.12.1 粒子 Particle.
<worldbody> <composite type="particle" count="10 10 10" spacing="0.07" offset="0 0 1"> <geom size=".02" rgba=".8 .2 .1 1"/> </composite> </worldbody>
只需使用上述 XML 即可创建一个包含 1000 个粒子的系统，粒子的初始位置为 10-10-10 网格，并可设置粒子的大小、颜色、间距和偏移量。生成的元素体将成为世界体的子元素。人们还可以调整许多其他属性，包括触点的柔性和关节属性。右图显示了关节。每个元素体都有 3 个正交的滑块关节，可以平移但不能旋转。我们的想法是，粒子应该有位置，但没有方向。MuJoCo 主体总是有方向的，但通过只使用滑块关节，我们不允许改变方向。我们会自动调整几何体的默认设置，使它们相互之间以及与模型的其他部分无摩擦接触。因此，该系统有 1000 个体（每个体都有一个 geom）、3000 个自由度和大约 1000 个活动触点。在现代处理器的单核上评估动态效果大约需要 1 毫秒。与其他大多数 MuJoCo 模型一样，柔性约束允许在更大的时间步长下进行仿真（该模型在 30 毫秒时间步长甚至更高的时间步长下都很稳定）。
粒子还与被动力 2D 和 3D 插件兼容，这将在可变形部分讨论。不过，碰撞仅限于粒子本身，而不是包围粒子的整个表皮边界。这使得接触速度非常快，但并不能保证避免所有穿透。如需了解更全面的处理方法，请再次参阅 "可变形 "部分，其中概述了如何使用 flexcomp 创建此类对象。将使用复合粒子创建的模型移植到可弯曲模型中也很容易，请参阅文件夹 elasticity/（弹性/）中的多个示例。
2.12.2 1D 网格。1D grid.
<composite type="grid" count="20 1 1" spacing="0.045" offset="0 0 1"> <joint kind="main" damping="0.001"/> <tendon kind="main" width="0.01"/> <geom size=".02" rgba=".8 .2 .1 1"/> <pin coord="1"/> <pin coord="13"/> </composite>
网格类型可以创建一维或二维网格，具体取决于计数属性。在此，我们以一维网格为例进行说明。这些网格是用筋连接的球串，其长度受柔性-质量限制。柔性可以调整。与粒子类似，这里的元素体也有滑动接头，但没有旋转接头。右图展示了销钉。销钉子元素用于指定销钉体的网格坐标，模型编译器不会为这些体生成关节，从而将它们刚性固定在父体（在本例中为世界）上。这使得右图中的字符串悬挂在空间中。例如，同样的机制也可以用来制作鞭子模型；在这种情况下，父体会移动，而第一个元素体会固定在父体上。
2.12.3 2D grid.
<composite type="grid" count="9 9 1" spacing="0.05" offset="0 0 1"> <skin material="matcarpet" inflate="0.001" subgrid="3" texcoord="true"/> <geom size=".02"/> <pin coord="0 0"/> <pin coord="8 0"/> </composite>
二维网格可用于仿真布料。它真正仿真的是一个由球体组成的 2D 网格，球体之间用平等约束的筋连接（未显示）。模型编译器还可以生成皮肤，可通过上述 XML 中的皮肤子元素启用。一些元素体也可以被钉住，与一维网格类似，但使用两个网格坐标。右图显示的是一块布被固定在世界体的两个角上，并悬挂在我们的胶囊探针上。右侧的皮肤使用双立方体插值法进行细分，在没有纹理的情况下可以提高视觉质量。有纹理时（左图），细分的好处就不那么明显了。
2.12.4 Cable.
<extension> <plugin plugin="mujoco.elasticity.cable"/> </extension> <worldbody> <composite prefix="actuated" type="cable" curve="cos(s) sin(s) s" count="41 1 1" size="0.25 .1 4" offset="0.25 0 .05" initial="none"> <plugin plugin="mujoco.elasticity.cable"> <!--Units are in Pa (SI)--> <config key="twist" value="5e8"/> <config key="bend" value="15e8"/> <config key="vmax" value="0"/> </plugin> <joint kind="main" damping="0.15" armature="0.01"/> <geom type="capsule" size=".005" rgba=".8 .2 .1 1"/> </composite> </worldbody>
缆线仿真的是具有扭曲和弯曲刚度的不可拉伸一维弹性物体。它是通过一系列胶囊或盒子离散化的。它的刚度和惯性属性是根据给定参数和横截面形状直接计算得出的，因此可以实现各向异性行为，例如在皮带或计算机电缆中可以发现的行为。它是一棵单一的运动树，因此在不使用额外约束的情况下是完全不可扩展的，从而可以使用较大的时间步长。弹性模型在几何上是精确的，基于计算中心线的毕肖普或无扭转坐标系，即通过横截面中心的线。几何体的方向相对于该坐标系表示，然后分解为扭转和弯曲部分，因此可以独立设置不同的刚度。此外，还可以指定无应力配置是平面还是曲线，例如螺旋弹簧。拉索需要使用第一方引擎插件，将来可能会直接集成到引擎中。
2.12.5 绳索和绳圈
绳索和绳圈已被弃用。建议使用缆绳仿真弯曲和扭曲的不可拉伸弹性杆，使用一维挠性变形对象仿真拉伸加载场景中的可拉伸弦（如拉伸的橡皮筋）。
2.12.6 布
布已废弃。建议使用二维可弯曲变形对象来仿真薄弹性结构。
2.12.7 盒子 box
<body pos="0 0 1"> <freejoint/> <composite type="box" count="7 7 7" spacing="0.04"> <skin texcoord="true" material="matsponge" rgba=".7 .7 .7 1"/> <geom type="capsule" size=".015 0.05" rgba=".8 .2 .1 1"/> </composite> </body>
方框类型以及下面的圆柱体和椭圆体类型都用于模拟柔性三维物体。元素体沿外壳形成网格，因此元素体的数量与线性维度的平方成比例。这比仿真三维网格要有效得多。复合体所在的父体位于柔性物体的中心。所有元素体都是母体的子体。每个元素体都有一个滑动连接点，该连接点远离母体。这些关节允许软性物体的表面在任意点压缩和膨胀。为了保持形状，这些关节都受到初始位置的相等约束。此外，每个关节与相邻关节之间都有相等约束，因此当柔性物体发生变形时，变形是平滑的。最后，还有一个腱相等约束，规定所有关节的总和应保持不变。这试图近似地保持柔性物体的体积。如果物体受到来自四面八方的挤压，它就会被压缩，体积就会减小，否则一些元素体就会伸出来补偿其他地方的挤压。左侧的图显示了这种效果；我们使用胶囊探针压缩了一个角，立方体相对的两侧就会膨胀一些，而变形仍保持平滑。计数属性决定了每个维度中元素体的数量，因此如果计数不同，生成的对象将是一个矩形盒子而不是立方体。连接到元素体的几何体可以是球体、胶囊或椭圆体。球体在碰撞检测时速度更快，但会导致外壳变薄，使其他物体 "钻入 "柔性物体的 "皮肤"。使用胶囊或椭圆体时，它们会自动调整方向，使长轴指向外部，从而形成较厚的外壳，不易被穿透。
2.12.8 圆柱体和椭圆体
<body pos="0 0 1"> <freejoint/> <composite type="ellipsoid" count="5 7 9" spacing="0.05"> <skin texcoord="true" material="matsponge" rgba=".7 .7 .7 1"/> <geom type="capsule" size=".015 0.05" rgba=".8 .2 .1 1"/> </composite> </body>
圆柱体和椭圆体的创建方式与方框相同。唯一的区别是，元素体的参考位置（相对于父体）被投影到圆柱体或椭圆体上，其大小由计数属性暗示。自动皮肤生成器可以识别光滑表面，并相应调整皮肤法线。在图中，我们使用胶囊探针按压每个肢体，然后暂停仿真并将探针移开（这是可能的，因为探针是一个可以独立于物理特性移动的 mocap 肢体）。通过这种方式，我们可以看到探针造成的压痕以及由此导致的身体其他部分的变形。通过改变将柔性物体固定在一起的相等约束的 solref 和 solimp 属性，我们可以调整系统的行为，使其变得更软或更硬、有阻尼或有弹性等。请注意，箱体、圆柱体和椭圆体对象不涉及长运动链，可以在较大的时间步长下进行仿真--这与粒子和网格类似，而与绳索和布料不同。
MuJoCo 入门教程（四）建模（四）+https://developer.aliyun.com/article/1585361
