シミュレーションオープンフレームワークアーキテクチャ

ソファー

開発者	インリア、CNRS、USTL、UJF、MGH
初回リリース	2007年2月; 17年前 ( 2007-02 )
安定版リリース	19.06.01 / 2019年7月26日; 5年前 ( 2019-07-26 )
リポジトリ	github.com/sofa-framework/sofa
書かれた	C++、Python
オペレーティング·システム	Linux、Microsoft Windows、OS X
タイプ	物理エンジン、医療シミュレーション、フレームワーク
ライセンス	GPL、LGPL
Webサイト	ソファフレームワーク

シミュレーションオープンフレームワークアーキテクチャ（SOFA）^{[1]は、主に}医療シミュレーションに重点を置いたリアルタイム物理シミュレーションを対象としたオープンソースフレームワークです。

これは主に研究コミュニティが新しいアルゴリズムを開発するのを支援することを目的としていますが、効率的なプロトタイピング ツールや物理エンジンとしても使用できます。

高度なソフトウェアアーキテクチャに基づくSOFAは、ユーザーに次のことを可能にします。^[2]

• 新しいアルゴリズムと既存のアルゴリズムを組み合わせて、複雑で進化するシミュレーションを作成します。
• XMLファイルを編集するだけで、シミュレーションのほとんどのパラメータ（変形動作、表面表現、ソルバー、制約、衝突アルゴリズムなど）を変更できます。
• シーングラフ記述を使用して、単純なモデルから複雑なモデルを構築する
• 抽象方程式ソルバーを使用して相互作用するオブジェクトのダイナミクスを効率的にシミュレートする
• 利用可能なさまざまな方法を再利用して簡単に比較
• データ依存性に基づくセマンティクスを使用して複雑な計算を透過的に並列化する
• CUDA APIを通じて新世代のGPUを使用し、計算時間を大幅に改善します。

SOFA の重要な側面は、シーン グラフを使用してシミュレーションの要素を整理および処理し、計算タスクをそれらの並列スケジュールから明確に分離することです。SOFA シミュレーションの記述は、XML ファイルで簡単に行うことができます。さらに柔軟性を高めるために、Pythonプラグインを使用すると、Python 言語を使用してシミュレーションをスクリプト化できます。基本的に、SOFA シーン グラフは次の要素で構成されます。

• ノード: コンポーネントを分類し、XML ファイルを整理するために使用されます (機械ノード、衝突ノード、ビジュアル ノードなど)
• コンポーネント: シーンの構築に使用される主な要素 (ソルバー コンポーネント、フォースフィールド コンポーネント、レンダリング コンポーネントなど)
• データ: コンポーネントが処理する必要があるすべてのもの (力、速度、位置、比率など)

機能を拡張し、より多くの機能を提供するために、SOFA には多くのプラグインがバンドルされています。

• VR /触覚/ シミュレーション デバイス用ドライバー(Geomagic®、ARTTrack™、Novint® Falcon™ など)
• 医療画像の可視化とシミュレーション
• Python スクリプト
• 並列化:
  • マルチスレッド
  • CUDA API を使用した GPU コンピューティング

毎年開催される SOFA Day は、SOFA に特化した 1 日のイベントです。このイベントは、初心者から上級者まで、SOFA に関心のあるすべての人が参加できます。SOFA の紹介、いくつかのチュートリアル (対象者に合わせて調整)、インストラクターの助けを借りて SOFA を体験する長い時間などが含まれます。

SOFAへの最初の関与からちょうど10年後、INRIAは2015年12月にSOFAコンソーシアム^[3]
を設立しました 。コンソーシアムの使命は次のとおりです。

• SOFAのアイデンティティを表現する
• コミュニティを組織し、発展させる
• SOFAを配布し、より安定したものにする

• グラフィックス プロセッシング ユニット(GPU)
• ソフトボディダイナミクス
• 剛体力学
• 衝突検出
• VRPN

• SOFAウェブサイト