【Python API】使用 VS Code 自動化控制 Sim4Life 3D 視窗中的 CAD 模型

在由多個物件構成的複雜模擬場景中，建模往往不只是單一幾何的建立，而是牽涉到各個元件在不同組合狀態下的相對位置、姿態與動態變化。尤其當模型數量增加、互動關係變得更加緊密時，逐一手動調整每個物體的位置與方向，不僅耗時，還容易因為人為操作造成誤差，進而影響模擬結果的準確性與可重現性。因此，若能透過自動化方式統一控制多個物件的移動、旋轉與位置紀錄，不僅能大幅提升建模效率，也能讓整體流程更加穩定且具可追溯性。這正是將 Sim4Life Python API 與開發工具整合應用於模擬平台時，所能發揮的重要價值。

本文將以多體隨機運動為演示案例，說明如何透過 VS Code 的自動化指令執行功能，一次性控制 Sim4Life 3D 視窗中的多個 CAD 模型，並同步記錄各種組合狀態下的位移與位置資訊。在開始實作之前，建議先參閱 "運用 VS Code 編輯器遠端開發與除錯 Sim4Life Python 腳本: 連線設定與環境配置教學" 一文，完成相關的前置設定，以確保後續流程能順利進行。

本實作以多體隨機運動為基礎，透過常態分布產生三維隨機位移，並加入避免球體重疊的條件限制，以模擬球體在空間中的動態行為。

1. 建立模型(Demo_create_models.py)

(1) 導入 python 模組、設定球體參數、移動範圍與建立紀錄球體中心位置的變數

(2) 定義用於檢查球體是否重疊以及生成球體的函式

(3) 建立球體

(4) 點選 VS Code 視窗右上方 … 符號，按下 S4L: Run Python Script 執行腳本

(5) 在 Sim4Life 視窗檢視生成的球體模型，確認腳本正常運行

2. 移動模型(Demo_move_models.py)

(1) 讀取各球體球心座標

(2) 以設定的步長大小為移動的單位，執行多球體的隨機運動，並同時檢查每次移動時兩球體間是否發生碰撞

(3) 點選 VS Code 視窗右上方 … 符號，按下 S4L: Run Python Script 執行腳本，從 Sim4Life 的 Console 視窗查看執行腳本後，各球體的位移大小

3. 設定可自動化重複執行腳本的指令

(1) 在 VS Code Extension 欄位搜尋並安裝擴充套件: multi-command

(2) 在 settings.json 新增自訂的指令

方法一: 手動新增要自動執行的指令集

i. 在 VS Code 介面上方搜尋欄輸入 > Preferences: Open User Settings (JSON)，點選後開啟設定檔 settings.json

ii. 在 settings.json 設定檔中加入 multiCommand 指令，定義此多重指令集的名稱為 "multiCommand.runS4LLoop" 、設定每個指令的執行間隔以及在 sequence 鍵值中輸入需執行的指令 "extension.startRunPythonScript"

"multiCommand.commands": [

{

"command": "multiCommand.runS4LLoop",

"sequence": [

{ "command": "extension.startRunPythonScript" },

{ "command": "extension.startRunPythonScript " },

{ "command": "extension.startRunPythonScript " }, ……

]

}

]