2. XML模型基础

好，我们正式开始动手了。这一章的目标很简单——搭一个静态场景：地面加一个小球。别小看这个例子，它背后是MuJoCo整个XML模型体系的骨架。你把这个搞懂了，后面搭四足机器人就是往上添零件的事。

2.1 MuJoCo的XML模型长什么样？

MuJoCo用XML文件描述整个世界。说白了，就是一个树状结构，根节点叫 mujoco，下面挂各种子节点。我个人习惯把这种结构想象成一棵倒着长的树——根在最上面，枝叶往下展开。

下面这张图把关系画清楚了，你一看就懂：

2.2 四个核心元素，一个一个说清楚

2.2.1 mujoco — 模型的根

每个MuJoCo XML文件必须有且只有一个 mujoco 根节点。它就像房子的地基，所有东西都长在上面。你可以在里面设置编译器选项、默认参数，但初学者先别管那些，留空就行。

2.2.2 worldbody — 世界的容器

worldbody 是场景的根刚体。它代表“世界坐标系”，所有物体都挂在这个坐标系下。注意，worldbody 本身没有质量、没有惯性，它只是一个空间参考点。

2.2.3 body — 刚体，物体的“骨架”

body 定义了一个刚体。它有位置、朝向，可以嵌套子 body 形成运动链。每个 body 可以挂多个 geom，也可以挂关节、传感器等。

嗯，这里要注意：body 本身是不可见的。你看到的是它下面挂的 geom。所以 body 更像是一个坐标系，geom 才是你眼睛看到的东西。

2.2.4 geom — 几何体，物体的“皮肉”

geom 定义了物体的形状、大小、颜色、摩擦系数等。MuJoCo支持多种几何类型：

类型	说明	常用参数
plane	无限大平面，适合做地面	size 定义半长宽
sphere	球体	size 定义半径
box	长方体	size 定义半边长
cylinder	圆柱体	size 定义半径和半高
mesh	自定义网格	需要外部 STL 文件

2.3 动手：搭一个“地面+小球”场景

理论说完了，直接上代码。下面这个XML文件，就是我们要的静态场景：

<mujoco model="ground_and_ball">
  <worldbody>
    <!-- 地面 -->
    <body name="ground">
      <geom name="floor" type="plane" size="2 2 0.1" rgba="0.8 0.8 0.8 1"/>
    </body>

    <!-- 小球 -->
    <body name="ball" pos="0 0 0.5">
      <geom name="sphere" type="sphere" size="0.2" rgba="1 0 0 1"/>
    </body>
  </worldbody>
</mujoco>

来，一行一行拆开看：

• model="ground_and_ball" — 给模型起个名字，方便识别
• body name="ground" — 地面的刚体，位置默认在原点
• geom type="plane" size="2 2 0.1" — 一个平面，半长宽2米，厚度0.1米（平面其实无限大，size只影响碰撞检测范围）
• rgba="0.8 0.8 0.8 1" — 浅灰色，不透明
• body name="ball" pos="0 0 0.5" — 小球刚体，位置在 (0, 0, 0.5)，也就是地面以上半米
• geom type="sphere" size="0.2" — 半径0.2米的球体
• rgba="1 0 0 1" — 红色，不透明

2.4 怎么运行这个模型？

你有两种方式：

1. 用MuJoCo自带的可视化工具：把上面的XML保存成 scene.xml，然后在终端运行 simulate scene.xml。你会看到一个灰色地面，上面飘着一个红球。
2. 用Python加载：如果你装了 mujoco Python包，可以这样写：

import mujoco
import mujoco.viewer

# 加载模型
xml = """
<mujoco model="ground_and_ball">
  <worldbody>
    <body name="ground">
      <geom name="floor" type="plane" size="2 2 0.1" rgba="0.8 0.8 0.8 1"/>
    </body>
    <body name="ball" pos="0 0 0.5">
      <geom name="sphere" type="sphere" size="0.2" rgba="1 0 0 1"/>
    </body>
  </worldbody>
</mujoco>
"""

model = mujoco.MjModel.from_xml_string(xml)
data = mujoco.MjData(model)

with mujoco.viewer.launch_passive(model, data) as viewer:
    mujoco.mj_step(model, data)
    viewer.sync()
    input("按回车退出...")

运行后，你会看到一个3D窗口，地面和小球都显示出来了。你可以用鼠标拖拽视角，从各个方向观察。

2.5 参数调一调，理解更深

光看还不够，我建议你动手改几个参数，看看效果：

参数	修改建议	你会看到什么
pos="0 0 0.5"	改成 0 0 1.0	小球飞得更高了
size="0.2"	改成 0.5	小球变大
rgba="1 0 0 1"	改成 0 1 0 1	小球变绿
type="sphere"	改成 box，size 改成 0.2 0.2 0.2	小球变成立方体

你想想看，改一个参数，场景就变了。这就是MuJoCo XML模型的魅力——用文本描述世界，改几行字就能创造不同的物理场景。