面向虛擬手術(shù)的軟體幾何建模和變形算法的研究.pdf

1、虛擬手術(shù)系統(tǒng)是一個(gè)融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、傳感器技術(shù)、生物力學(xué)、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器人學(xué)、科學(xué)計(jì)算可視化等學(xué)科的多學(xué)科交叉研究領(lǐng)域，其研究目的是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)模擬、指導(dǎo)醫(yī)學(xué)手術(shù)所涉及的各種過程。在時(shí)間段上包括了術(shù)前、術(shù)中、術(shù)后，在實(shí)現(xiàn)的目的上有手術(shù)計(jì)劃制定、手術(shù)教學(xué)、手術(shù)技能訓(xùn)練、手術(shù)考核、術(shù)中引導(dǎo)，有著廣闊的應(yīng)用前景。 論文在剖析虛擬手術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成的基礎(chǔ)上，深入研究虛擬手術(shù)系統(tǒng)中軟體幾何建模和變形計(jì)算兩項(xiàng)

2、核心技術(shù)。在幾何建模方面，針對(duì)目前模型改變的局限性，提出單位化建模算法用于對(duì)象的幾何建模。該算法通過引入單位建?？臻g，首先得到單位模型，然后通過比例參數(shù)控制單位模型的縮放，從而得到按比例參數(shù)在X，Y，Z三個(gè)方向上的分量縮放后的新模型。實(shí)驗(yàn)證明，該方法可以顯著提高模型的通用性。在變形計(jì)算方面，針對(duì)自由變形算法通過調(diào)整控制頂點(diǎn)實(shí)現(xiàn)局部變形的局限性，提出基于單位化建模的衰減變形方法。該方法將變形軟體碰撞點(diǎn)的三維世界坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為三角網(wǎng)格二維頂點(diǎn)坐