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艾萨克模拟器

NVIDIA Isaac Sim™ 是一个基于 NVIDIA Omniverse 构建的仿真平台，旨在现实主义虚拟环境中开发、测试、训练和部署人工智能驱动的机器人。它支持从 URDF、MJCF 和 CAD 等常见格式导入机器人系统。该模拟器利用高保真、GPU 加速的物理引擎来模拟精确的动力学，并大规模支持多传感器 RTX 渲染。它配备了端到端的工作流，包括合成数据生成、强化学习、ROS 集成和数字孪生仿真。Isaac Sim 提供了在任何阶段支持机器人开发所需的基础设施。

核心功能

• 资产导入与导出：从非 USD 格式导入和导出机器人及环境。
• 机器人调优：优化机器人以实现更高的物理精度、计算效率或照片级真实感。
• 机器人仿真：用于移动机器人的工具，如控制器、运动生成和运动学求解器，以及策略集成。
• 传感器：基于 RTX 和物理的传感器。

主要应用

• Isaac Lab：专为强化学习、模仿学习和运动规划构建的 GPU 加速框架。
• ROS 桥接：与机器人操作系统 (ROS) 的集成。
• 合成数据生成：一系列 SDG 工具。

文档

有关最新 Isaac Sim 文档，请参阅 Isaac Sim 文档。 请按照以下链接开始使用：

• 教程
• 资产

先决条件与环境设置

在构建 Isaac Sim 之前，请确保您的系统已配置以下内容：

• 操作系统：Windows 10/11 或 Linux（Ubuntu 22.04）

  （Linux）Ubuntu 24.04 目前不完全支持 Ubuntu 24.04。使用 Ubuntu 24.04 进行构建需要安装 GCC/G++ 11，不支持 GCC/G++ 12 及更高版本。

• GPU：有关 GPU 功能和要求的更多信息，请参阅 NVIDIA GPU 要求

  本地工作站

  最低	推荐	最佳
  RTX 4080	RTX 5080	RTX PRO 6000 Blackwell 工作站
  	RTX 5880 Ada	RTX PRO 5000 Blackwell 工作站

  数据中心

  最低	推荐	最佳
  A40	L40S	RTX PRO 6000 Blackwell 服务器
  	L20

• 驱动程序：请参阅 NVIDIA 驱动程序要求

• 互联网接入：下载 Omniverse Kit SDK、扩展和工具时需要。

必需的软件依赖项

• Git：用于版本控制和仓库管理。

• Git LFS：用于管理仓库中的大文件。

• （仅限 Windows - C++）Microsoft Visual Studio（2019 或 2022）：您可以从 Visual Studio 下载安装最新版本。请确保选择“使用 C++ 的桌面开发”工作负载。有关 Windows 开发配置的更多信息

• （仅限 Windows - C++）Windows SDK：请与 MSVC 一起安装。您可以在 Visual Studio 安装程序中找到它。有关 Windows 开发配置的更多信息

• （Linux）build-essentials：一个包含 make 和其他构建应用程序所需工具的软件包。对于 Ubuntu，请使用以下命令安装：

  sudo apt-get install build-essential
  

  （Linux）⚠️ 请使用 GCC/G++ 11，目前尚不支持更高版本。要安装 GCC/G++ 11，请运行以下命令：

  sudo apt-get install gcc-11 g++-11
  sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-11 200
  sudo update-alternatives --install /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-11 200
  

  编译器版本检查 ⚠️ 我们已在构建流程中添加了版本检查。如果您没有默认版本，仍然可以执行构建，只需在构建时向 build.[sh/bat] 添加 --skip-compiler-version-check 参数即可。请自行承担风险，不支持的构建环境可能会遇到构建和运行时问题。

推荐的软件

• （Linux）Docker：用于容器化开发和部署。请确保非 root 用户具有 Docker 权限。

• （Linux）NVIDIA Container Toolkit：用于 GPU 加速的容器化开发和部署。需要完成 Docker 的安装和配置步骤。

• VSCode（或您首选的 IDE）：用于代码编辑和开发。

快速入门

本节将指导您从源代码构建 Isaac Sim。

1. 克隆仓库

git clone https://github.com/isaac-sim/IsaacSim.git isaacsim
cd isaacsim
git lfs install
git lfs pull

2. 构建

运行以下命令以启动配置向导：

Linux：

在构建之前，请确认正在使用 GCC/G++ 11，方法如下：

gcc --version
g++ --version

./build.sh

Windows：

⚠️ Windows 路径长度限制 Windows 的路径长度限制为 260 个字符。如果您遇到与缺少文件或其他构建错误相关的问题，请尝试将仓库移动到较短的路径。

build.bat

3. 运行

⚠️ 启动时间 首次加载 Isaac Sim 可能需要长达几分钟，因为扩展和着色器需要被加载并缓存。后续的启动时间应根据硬件配置在 10 到 30 秒之间。

导航到适用于您平台的相应二进制目录，并运行可执行文件。

Linux (x86_64):

cd _build/linux-x86_64/release
./isaac-sim.sh

Linux (aarch64):

cd _build/linux-aarch64/release
./isaac-sim.sh

Windows:

cd _build/windows-x86_64/release
isaac-sim.bat

注意：如果您是首次构建 Isaac Sim，系统将提示您接受 Omniverse 许可协议条款。

高级构建选项

Isaac Sim 使用自定义的构建系统，具有以下关键选项：

核心构建选项

• -c, --clean: 清理仓库并退出
• -x, --rebuild: 构建前清理仓库（完全重新构建）
• -h, --help: 显示所有可用的构建选项

配置选项

• --config [debug|release]: 指定构建配置（默认：同时构建调试和发布版本）
• -d, --debug: 仅构建调试版本
• -r, --release: 仅构建发布版本

高级选项

• -j NUM_CORES, --jobs NUM_CORES: 限制并行编译任务的数量
• -v, --verbose: 启用详细构建输出
• -q, --quiet: 抑制构建输出

构建步骤控制

• --fetch-only: 仅获取依赖项并停止
• -g, --generate: 生成项目、准备文件后停止
• -s, --stage: 准备文件，跳过生成步骤
• -b, --build-only: 仅执行构建步骤，跳过其他步骤
• --post-build-only: 仅执行构建后的步骤

使用方法

恭喜您成功安装了 Isaac Sim！要开始使用 Isaac Sim，请按照这些快速教程进行操作。如需更多信息，请访问我们的完整文档。

故障排除

• 请参阅常见问题解答、故障排除以及已知问题，以获取常见问题、修复方法和解决技巧。

• 在 Linux 系统上，如果在构建过程中遇到网络连接问题（例如公司防火墙），请运行以下命令：

  export http_proxy="http://{您的IP地址}:7890"
  export https_proxy="http://{您的IP地址}:7890"
  

  • 注意：上述命令仅应在您启用了代理软件或位于公司防火墙之后时使用。端口 7890 应替换为代理软件设置的代理端口。

支持

• 请使用 GitHub 的讨论区来交流想法、提问以及提出新功能请求。
• GitHub 的问题页面仅应用于跟踪具有明确范围和清晰交付成果的具体工作内容。这可能包括修复错误、文档问题、新增功能或常规更新。

与 NVIDIA Omniverse 社区联系

您是否有想要更广泛分享的项目或资源？我们非常期待您的来信！请通过 OmniverseCommunity@nvidia.com 联系 NVIDIA Omniverse 社区团队，探讨将您的作品更广泛传播的可能性。

许可证

许可条款可在许可证文件中找到。

引用

要引用 Isaac Sim，请在 Isaac Sim GitHub 仓库 首页右侧栏中点击“引用此仓库”，然后选择列出的引用条目之一。

贡献

目前我们不支持社区直接贡献。

Isaac Sim 快速上手指南

Isaac Sim 是 NVIDIA 基于 Omniverse 构建的机器人仿真平台，支持高保真物理模拟、RTX 渲染、合成数据生成及强化学习工作流。本指南帮助中国开发者快速完成环境配置与源码构建。

1. 环境准备

在开始之前，请确保您的系统满足以下硬件和软件要求。

系统要求

• 操作系统：
  • Windows 10/11 (64-bit)
  • Linux: Ubuntu 22.04 (推荐)

  注意：Ubuntu 24.04 尚未完全支持。若必须使用，需安装 GCC/G++ 11，不支持 12+ 版本。

• GPU：
  • 最低：RTX 4080 (工作站) / A40 (数据中心)
  • 推荐：RTX 5080 / L40S
  • 最佳：RTX PRO 6000 Blackwell 系列
• 网络：需要访问互联网以下载 Omniverse SDK 和扩展包。

  国内用户提示：若在公司防火墙后或遇到网络连接问题，请参考文末“故障排除”设置代理。

前置依赖安装

通用依赖

• Git & Git LFS：用于版本控制和大文件管理。

  # Ubuntu
  sudo apt-get update
  sudo apt-get install git git-lfs
  
  # Windows: 请访问 https://git-scm.com/ 和 https://git-lfs.com/ 下载安装
  

Linux 特定依赖

• 编译工具链 (必须使用 GCC/G++ 11)：

  sudo apt-get install build-essential
  sudo apt-get install gcc-11 g++-11
  sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-11 200
  sudo update-alternatives --install /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-11 200
  

• 可选推荐：Docker 及 NVIDIA Container Toolkit (用于容器化开发)。

Windows 特定依赖 (仅 C++ 开发需要)

• Microsoft Visual Studio 2019 或 2022：安装时务必勾选 "Desktop development with C++" (使用 C++ 的桌面开发) 工作负载。
• Windows SDK：通常随 Visual Studio 安装器一同安装。

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2. 安装步骤 (源码构建)

Isaac Sim 推荐通过源码构建以获得最新功能。

第一步：克隆仓库

git clone https://github.com/isaac-sim/IsaacSim.git isaacsim
cd isaacsim
git lfs install
git lfs pull

提示：git lfs pull 可能需要较长时间下载大型资产文件，请保持网络稳定。

第二步：执行构建

Linux 用户： 首先确认编译器版本是否为 11：

gcc --version
g++ --version

确认无误后运行构建脚本：

./build.sh

Windows 用户：

注意：Windows 路径长度限制为 260 字符。若构建报错，请将仓库移动到更短的路径下（如 C:\dev\isaacsim）。

在 PowerShell 中运行：

build.bat

首次运行时可能会弹出配置向导，按默认选项即可。

第三步：运行仿真

构建完成后，进入对应平台的发布目录运行。

Linux (x86_64):

cd _build/linux-x86_64/release
./isaac-sim.sh

Linux (aarch64):

cd _build/linux-aarch64/release
./isaac-sim.sh

Windows:

cd _build/windows-x86_64/release
isaac-sim.bat

启动提示：首次启动可能需要几分钟以加载和缓存扩展程序及着色器。后续启动通常在 10-30 秒内完成。首次运行需接受 Omniverse 许可协议。

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3. 基本使用

启动成功后，您将进入 Isaac Sim 的主界面。以下是快速开始的核心流程：

1. 加载场景：

   • 在菜单栏选择 File -> Open，加载内置示例场景（如 Isaac/Samples/Basic 下的场景）。
   • 或者通过 Create -> Isaac -> Robots 添加机器人模型（支持 URDF, MJCF 等格式导入）。

2. 运行仿真：

   • 点击界面底部的 Play 按钮（三角形图标）启动物理仿真。
   • 使用键盘 W, A, S, D 或鼠标在视口中漫游。

3. 编写脚本 (Python)：

   • Isaac Sim 内置 Python 控制台。点击 Window -> Script Editor。
   • 输入以下代码测试控制机器人（示例逻辑，具体 API 请参考官方教程）：

   from omni.isaac.core import SimulationContext
   sim = SimulationContext()
   sim.play()
   print("Simulation started successfully!")
   

   • 点击运行按钮执行脚本。

4. 进阶学习：

   • 访问官方 快速入门教程 学习强化学习 (Isaac Lab)、ROS 2 桥接及合成数据生成。

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故障排除 (网络相关)

若在 Linux 环境下构建时遇到网络连接错误（如无法下载依赖），通常是因为公司防火墙或缺少代理设置。可尝试配置环境变量：

export http_proxy="http://{你的代理 IP}:7890"
export https_proxy="http://{你的代理 IP}:7890"

请将 {你的代理 IP} 替换为实际地址，7890 替换为您的代理软件端口。

若编译器版本不匹配但您希望强制构建（不推荐，可能导致运行时错误），可在构建命令中添加 --skip-compiler-version-check 参数。