用户界面#

MuJoCo 拥有一个原生 UI 框架。其使用方法在 simulate.cc 查看器中有所体现。该框架的设计目标是：在更新和渲染方面保持高速，对于开发者和用户都易于使用，支持跨平台，并与原生的 MuJoCo 渲染器集成。为了实现这些设计目标，我们省略了其他 UI 框架中常见的许多功能和自定义选项，转而专注于效率和自动化。

设计概览#

原生 OpenGL 渲染

我们不使用任何辅助工具或库。相反，我们提供了直接在 OpenGL 中渲染所有 UI 元素的 C 代码。我们支持多个 UI，每个 UI 都是一个虚拟矩形，其高度可以超过可见窗口。每个 UI 的元素仅在必要时通过最小化更新，在辅助 OpenGL 缓冲区中进行离屏渲染。在每次屏幕刷新时，我们会将这些辅助缓冲区的像素复制到窗口帧缓冲区，并在窗口小于 UI 时实现垂直滚动条。此复制操作在 GPU 上完成，速度非常快。

平台抽象

软件设计分为三个层级：与 MuJoCo 渲染器（完全跨平台）协同工作的 UI 元素 OpenGL 渲染；用于访问窗口、键盘和鼠标的抽象函数，这些函数在 PlatformUIAdapter 类中定义为纯虚函数；以及派生类 GlfwAdapter 中对这些函数的实现。GLFW 本身是跨平台的。尽管如此，我们还是选择了这种分层设计，以便将通用功能与平台特定功能分离开来。如果由于某种原因需要将 GLFW 替换为其他类似的框架，则仅需重写 GlfwAdapter。

主题与外观

单个 UI 元素不允许在外观或布局上进行自定义。相反，我们使用主题来控制颜色和间距，并自动排列所有 UI 元素。框架提供了几种内置主题，用户也可以设计自定义主题，但整个 UI 对所有元素使用单一主题。外观采用极简风格：主要是带有文本的彩色矩形。不支持位图和其他自定义装饰。UI 元素类型包括：复选框、单选按钮组、选择列表、滑块、文本编辑框、静态文本、按钮、分隔符。这些元素被组织成可以展开和折叠的部分。

布局与矩形

每个 UI 都是一个虚拟矩形，其宽度由主题决定，高度则由各个部分、各部分内的项目以及每个部分的展开/折叠状态决定。更新 UI 时，这些虚拟矩形的大小和辅助缓冲区会自动处理。每个 UI 在屏幕上都有一个可见矩形，此外还有其他矩形——用于 3D 渲染、2D 图形以及可能的自定义 OpenGL 渲染。所有这些可见矩形都会被保存（在 mjuiState 中），并用于确定鼠标事件的指向。矩形布局由用户提供的回调函数更新。

静态分配与创建

我们没有分配和释放大量对应于 UI 对象的内存并将其链接起来，而是创建了一个单一的 C 结构体（类型为 mjUI），通过静态分配支持最大数量的部分和元素，并记录当前正在使用的数量。UI 的创建通过辅助函数简化，其输入是一个 C 结构体（类型为 mjuiDef），本质上是一个表格，其中每一行描述一个 UI 元素（见下文）。这使得用极少的 C 代码构建复杂的 UI 成为可能。程序化创建 UI 也是可行的，例如在填充对应于 MuJoCo 模型关节的滑块时。

最小状态

UI 设计尽可能无状态，以简化开发。这体现在两个方面。首先，我们不复制 UI 元素中的用户数据，而是存储指向用户数据的指针。例如，我们可以创建一个 UI 滑块并将其数据指针设置为 mjData* d->qpos+7。该滑块将可视化并控制 MuJoCo 模型 qpos 向量的第 7 个标量分量。因此，当模拟更新时，我们必须记得同时更新 UI。此外，当模拟正在更新时，我们还必须禁用 UI 编辑。但这样做的好处是 UI 构建更容易，且不会出现用户数据与 UI 之间不一致的风险。其次，UI 元素本身大多是无状态的。相反，我们维护一组最小的全局状态，特别是鼠标和键盘状态、部分的展开/折叠状态，以及正在编辑的文本框的内容（如果有的话）。

自动启用与禁用

虽然每个 UI 项目都可以直接设置为启用或禁用状态，但我们也提供了如下的自动化功能。每个 UI 项目都可以分配一个整数类别。然后，mjfItemEnable 回调函数会根据程序特定的条件，确定每个类别应该被启用还是禁用。例如，在更新模拟状态时，应禁用那些可以更改 MuJoCo 模型关节值的滑块。

主要 API#

点击下方链接查看主要 UI 数据结构和函数的详细 API 参考。

主要数据结构

  • mjUI：完整的 UI。

  • mjuiState：全局 UI 状态。

  • mjuiDef：用于 UI 构建的定义表中的一个条目。

主要函数