UE5 和 MATLAB 联合仿真牛顿环实验：详细教程及代码示例

本教程详细介绍了使用 UE5 和 MATLAB 联合仿真牛顿环实验的完整过程，包括创建实验模型、编写 MATLAB 脚本、在 UE5 中调用脚本和蓝图制作，并提供了完整的代码示例。

1. 创建实验模型

使用 UE5 创建包含牛顿环实验所需元素的 3D 场景模型，包括光源、透镜、反射镜、玻璃片等。

2. 编写 MATLAB 脚本

使用 MATLAB 编写计算牛顿环的脚本，该脚本需要输入光源的位置、透镜的位置、反射镜的位置和角度、玻璃片的位置和折射率等参数，然后输出牛顿环的半径和位置。

function [r, x, y] = newton_ring(lens_pos, mirror_pos, mirror_angle, glass_pos, glass_n)

% Calculate the distance between the lens and the light source
d = lens_pos(2) - mirror_pos(2);

% Calculate the angle of incidence
theta_i = atan2(d, mirror_pos(1) - lens_pos(1));

% Calculate the angle of reflection
theta_r = mirror_angle - theta_i;

% Calculate the distance between the mirror and the glass
d = glass_pos(1) - mirror_pos(1);

% Calculate the angle of refraction
theta_t = asin(sin(theta_r) / glass_n);

% Calculate the distance between the glass and the lens
d = lens_pos(1) - glass_pos(1);

% Calculate the position of the center of the Newton Ring
x = d * tan(theta_t);
y = lens_pos(2) - x * tan(theta_i);

% Calculate the radius of the Newton Ring
r = sqrt(x^2 + y^2);
end

3. UE5 中调用 MATLAB 脚本

使用 UE5 的 Python 插件，在 UE5 中调用 MATLAB 脚本，将脚本输出的牛顿环半径和位置传递给 UE5。

import matlab.engine

eng = matlab.engine.start_matlab()

def newton_ring(lens_pos, mirror_pos, mirror_angle, glass_pos, glass_n):
    r, x, y = eng.newton_ring(matlab.double(lens_pos), matlab.double(mirror_pos),
                              matlab.double(mirror_angle), matlab.double(glass_pos), glass_n)
    return r, x, y

4. UE5 中编写蓝图

使用 UE5 的蓝图，根据 MATLAB 脚本输出的牛顿环半径和位置，调整场景中相应元素的位置和参数，实现牛顿环的实时显示。

UE5 蓝图

其中，Input 节点接收 MATLAB 脚本输出的牛顿环半径和位置，通过 Set World Location 和 Set World Scale3D 节点调整相应元素的位置和大小，最终输出牛顿环的实时显示。

5. 运行实验

在 UE5 中运行实验，观察牛顿环的形成和变化。

通过本教程，您可以学会如何使用 UE5 和 MATLAB 联合仿真牛顿环实验，并掌握相关的代码编写和蓝图制作技巧。