基于物理特性和幾何特征的軟組織變形方法研究.pdf

1、近年來，隨著計算機圖形學技術的不斷發(fā)展，網格變形技術成了人們研究的熱點，并且被廣泛應用于很多領域。在醫(yī)學仿真和輔助治療系統(tǒng)中的軟組織的變形就是網格變形技術的一種重要應用。
　　根據各種網格變形方法的特點和軟組織的變形特性，本文對基于幾何變形模型的微分網格變形技術和基于物理變形模型—質點-彈簧模型的變形方法進行研究。闡述了Laplacian微分坐標的計算方法及利用微分坐標進行網格變形的技術原理，實現了這種變形方法并將其應用到了虛擬牙

2、齒矯正系統(tǒng)，實驗表明這種方法變形速度快，但網格較復雜時變形效果不好。對于基于質點-彈簧模型的變形方法，討論了質點-彈簧模型的建立過程及利用該模型進行變形的原理和步驟，實現了這種變形方法并將其應用到了牙齦變形中，實驗表明這種方法變形效果好但比較耗時。
　　基于對上述兩種方法在變形精度和時間性能等方面特點的分析，提出了一種快速的軟組織變形方法。這種方法是綜合上述兩種方法的優(yōu)點，將基于彈簧-質點模型的物理變形方法和基于Laplacian

3、微分坐標的幾何變形方法相結合，利用質點-彈簧模型能夠賦予數字幾何模型生物力學特性的優(yōu)點和基于Laplacian微分坐標的方法能夠保持數據的細節(jié)信息且變形快速的特點實現軟組織的快速變形。該方法首先將原始數據進行保持邊界的網格簡化操作，然后分別利用基于彈簧質點模型的方法和微分變形技術實現網格的整體變形和局部變形，最后將局部信息和整體變形數據進行整合并用于更新網格中頂點的位置。實驗表明這種方法不僅加快了軟組織的變形速度，還保存了原有細節(jié)，能夠