isaac-sim-headless-deployment

Isaac Sim のヘッドレス使用（--no-window）

目的

サポートされている CLI フラグと SimulationApp のパターンを使って、バッチシミュレーション、自動データ生成、サーバーワークロード向けにウィンドウなしで Isaac Sim を起動します。

前提条件

• ビルド済み Isaac Sim（$ISAAC_SIM_DIR または _build/linux-x86_64/release）。
• 最新のドライバーを搭載した NVIDIA GPU（nvidia-smi）。
• isaac-sim-orchestrator のシェル環境変数要件：$ISAAC_SIM_DIR、$ISAAC_LAB_DIR、$WORKSPACE_DIR。

制限事項

• セクション内に別途記載がない限り、Isaac Sim 6／Kit 110 を対象とします。
• サポート対象外の特殊なケースについて、NVIDIA の公式ドキュメントに代わるものではありません。

トラブルシューティング

エラー／症状	原因	解決策
拡張機能またはインポートが見つからない	$ISAAC_SIM_DIR が誤っている、またはビルドが古い	環境変数を _build/linux-x86_64/release に設定するか、再ビルドします
フレームが黒い、または空になる	ライトがない、または RTX 以外のレンダリングモード	ドームライト／キーライトを追加し、RTX／PathTracing の設定を確認します
ステージの読み込み時または最初のレンダリング時に停止する	MDL のコンパイル、またはステージのサイズが大きすぎる	isaac-sim-troubleshooting の切り分け手順に従います

このスキルでは、ビルド済みまたはインストール済みの Isaac Sim のヘッドレス使用を扱います。Docker イメージ、コンテナーオーケストレーション、CI/CD の構成は扱いません。これらは、このスキルではなく、Isaac Sim をラップするデプロイ用インフラストラクチャで扱います。

利用可能なスクリプト

スクリプト	目的	引数
scripts/batch_simulation.py	Isaac Sim（Kit 110）向けのヘッドレスバッチシミュレーションループ	script --help を参照
scripts/ci_physics_nightly.sh	python.sh または Kit CLI による CI の物理演算専用ナイトリーランナー	<test_script.py> [args...]

スクリプトの実行

スキル実行ヘルパーを利用できるエージェントランタイムからは、run_script() を使ってヘルパーを呼び出します。

run_script("scripts/batch_simulation.py", args=["--help"])

ビルド済みの Isaac Sim ツリーからは、_build/*/release で ./python.sh（Linux）または python.bat（Windows）を使って同じファイルを実行します。または、シミュレーターを必要としない場合はシェルヘルパーを直接実行します。

起動モード

1. ウィンドウあり（デフォルト）

./isaac-sim.sh
# Launches isaacsim.exp.full.kit with full UI

2. レンダリングありのヘッドレス

ヘッドレス GPU レンダリングの場合（ウィンドウなしで画像を生成します）：

# Native headless — uses EGL/Vulkan offscreen
./isaac-sim.sh --no-window

# With explicit display (required on some systems)
DISPLAY=:0 ./isaac-sim.sh --no-window

3. レンダリングなしのヘッドレス

物理演算のみのシミュレーションの場合（ビューポートなし、レンダリングなし）：

./isaac-sim.sh --no-window --/app/renderer/enabled=false

4. Python スタンドアロンスクリプト

スタンドアロンの Python スクリプトからシミュレーションのロジックを実行します。

./python.sh my_simulation.py
# Uses Isaac Sim's Python environment with all extensions available

スクリプトは SimulationApp の設定でヘッドレス動作を制御します（下記のバッチシミュレーションのパターンを参照）。python.sh に --no-window フラグを指定する必要はありません。

5. スクリプト実行付き Kit CLI

# Default — full Isaac Sim experience with rendering enabled
./kit/kit apps/isaacsim.exp.full.kit --exec "my_script.py"

# Headless physics-only batch
./kit/kit apps/isaacsim.exp.full.kit \
    --no-window \
    --/app/renderer/enabled=false \
    --exec "physics_batch.py"

主な CLI フラグ

フラグ	説明
--no-window	ウィンドウの作成を無効にします（ヘッドレス）
--/app/renderer/enabled=false	レンダリングを完全に無効にします
--/app/window/width=W	ビューポートの幅を設定します
--/app/window/height=H	ビューポートの高さを設定します
--/app/settings/fabricDefaultStageFrameHistoryCount=N	Fabric のフレーム履歴
--enable EXT_ID	特定の拡張機能を有効にします
--ext-folder PATH	拡張機能の検索パスを追加します
--exec SCRIPT	起動時にスクリプトを実行します
--no-ros-env	ROS 2 の自動ソース設定をスキップします

アプリ設定

設定ファイル	用途
isaacsim.exp.full.kit	フルシミュレーション（デフォルト）
isaacsim.exp.full.newton.kit	Newton 物理エンジン
isaacsim.exp.full.fabric.kit	Fabric シーンデリゲート
isaacsim.exp.base.kit	最小構成のベース（起動が高速）
isaacsim.exp.base.python.kit	Python 専用のベース
isaacsim.exp.base.python.physics.headless.kit	物理演算専用ヘッドレス（CI ナイトリー）
isaacsim.exp.base.zero_delay.kit	ゼロ遅延ベース

CI の物理演算のみの夜間実行

レンダリングもウィンドウも使用しない、物理演算のみの夜間 CI では、専用のキットファイルを使用します。

# Kit CLI mode — self-contained headless physics config
./kit/kit apps/isaacsim.exp.base.python.physics.headless.kit \
    --no-window \
    --/app/renderer/enabled=false \
    --exec "test_physics_batch.py"

SimulationApp を自分で初期化するスタンドアロンの Python スクリプトでは、レンダラーを無効にするフラグを付けて python.sh を使用します。

# python.sh mode — flags passed through to Carbonite/Kit settings
./python.sh test_physics_batch.py \
    --/renderer/enabled=false \
    --/app/window/enabled=false \
    --/app/livestream/enabled=false

キットファイル（isaacsim.exp.base.python.physics.headless.kit）には、次の設定が組み込まれています。

• renderer.enabled = false — GPU レンダリングサブシステムを使用しません
• app.window.enabled = false — ウィンドウを作成しません
• app.livestream.enabled = false — ストリーミングを無効にします
• すべての UI／ビューポート／マニピュレーター拡張機能を無効にします
• すべてのレンダリング拡張機能（omni.hydra.rtx、omni.rtx.*、omni.syntheticdata、omni.replicator.core）を無効にします
• 物理演算に最適化されたループ設定（rateLimitEnabled = false、manualModeEnabled = true、useFixedTimeStepping = true）

ラッパースクリプト scripts/ci_physics_nightly.sh は、両方のモードをカプセル化します。 Kit CLI では CI_KIT_MODE=1 を設定し、python.sh を使用する場合（デフォルト）は未設定のままにします。

バッチシミュレーションのパターン

ヘッドレス起動の標準パターンは、次のファイルにあります。

• source/standalone_examples/api/isaacsim.simulation_app/hello_world.py（最小構成）
• source/standalone_examples/api/isaacsim.simulation_app/load_stage.py（ステージを開き、--test モードでステップループを実行）

N エピソードのバッチドライバーでは、この起動処理を Python の for episode in range(N) ループで囲みます。現行の API を使用してください。

• ステージを開く／読み込みを待機するには isaacsim.core.experimental.utils.stage
• 物理演算を設定するには isaacsim.core.simulation_manager.SimulationManager.setup_simulation(dt=..., device=...)
• ループを進めるには isaacsim.core.experimental.utils.app（enable_extension、play、stop、update_app）

スケルトン（load_stage.py を基に要約し、バッチ用に調整）：

run_batch_simulation(scene_path, num_episodes, steps_per_episode, dt, device) — USD を開き、読み込みを待ち、物理演算を設定してステップを実行し、各エピソードを停止するヘッドレスの SimulationApp ループです。

scripts/batch_simulation.py を参照してください。

Kit 110 では非推奨の、旧式の isaacsim.core.api.World／isaacsim.core.utils.stage のパスは使用しないでください。

移行： omni.isaac.core、omni.isaac.utils などを対象とする omni.isaac.* → isaacsim.* の対応表については、拡張機能の名称変更を参照してください。

バッチ／ヘッドレス実行のパフォーマンス調整

物理演算のみ（最速）

config = {"headless": True, "renderer": None}
# In step loop:
world.step(render=False)

スループット： シーンの複雑さに応じて、リアルタイムの 10～50 倍です。

メモリ管理

• エピソード間でステージをクリアする：world.clear() + ガベージコレクション
• インスタンス化可能なアセットを使用する：config.yaml で make_instanceable: true を設定
• GPU メモリを監視する：nvidia-smi — ステージが適切にクリアされないと Kit でメモリリークが発生します
• GB10（Jetson）：最大約 35K プリム、共有メモリ 16GB — シーンの複雑さを抑えてください

既知の問題（Kit 110）

• 複雑なステージを Kit 110 でヘッドレスビューポート表示する場合、一部の GPU 構成では DISPLAY=:0 が必要です
• 一部の構成では DISPLAY がないとビューポートが初期化されません — --no-window とオフスクリーンレンダリングを使用してください
• CUDA OOM：nvidia-smi で監視し、GPU VRAM 使用率を 90% 未満に保ってください
• 起動時間：コールドスタートでは約 30～60 秒です。対話型のバッチ処理ではプロセスを常駐させてください
• Newton 物理演算と torch の競合：物理演算が安定する前に torch をインポートしないでください