應用增強現(xiàn)實技術的牙科虛擬手術能夠增強虛擬手術的沉浸感,為受訓醫(yī)生提供更加真實的虛擬手術環(huán)境。目前在增強現(xiàn)實在虛擬手術的應用方面主要存在以下兩個問題:1.由于人體指尖的觸覺的敏感性極強,力觸感渲染對實時性的要求更加嚴格;2.在增強現(xiàn)實系統(tǒng)中視覺表現(xiàn)的效果不理想,特別是對牙齒這一具有明顯半透明屬性的材質(zhì)的渲染不理想。針對于此本論文主要研究怎樣表現(xiàn)牙科手術工具對口腔中多枚牙齒與牙齦交互操作這類型復雜場景的力觸感渲染的建模與實現(xiàn),并將次表面散射模型應用于口腔的真實感渲染,以提高虛擬手術的真實感。論文的研究工作主要包括:1.從口腔美學和牙齒解剖學的角度出發(fā),對近年來在人體皮膚渲染中逐漸成熟的應用雙向表面散射反射分布函數(shù)的次表面散射模型進行相應的改進,提出具有實際物理意義的渲染模型來解決牙齒次表面散射材質(zhì)的渲染問題。2.研究力反饋裝置PHANToM在力觸感渲染方面的應用,以及如何應用PHANToM設備和OpenHaptic開發(fā)工具聯(lián)合開發(fā)虛擬牙科手術模擬系統(tǒng)。3.提出的牙齒次表面散射模型應用于口腔美學牙齒比色這種專注于牙齒顏色的應用中,實現(xiàn)了較好的渲染效果;所實現(xiàn)的具有力觸感渲染的虛擬牙齒表面檢... 

【文章來源】：北京理工大學北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

北京航空航天大學的王黨校等人提出的牙科訓練的模擬器[16]

北京理工大學碩士學位論文3圖1.1 美國佛羅里達大學的增強現(xiàn)實虛擬病人（左），與韓國POSTECH的Seokhee Jeo等人提出的乳腺腫瘤模擬檢測設備（右）圖1.2北京航空航天大學的王黨校等人提出的牙科訓練的模擬器[16]在國內(nèi)，北京航空航天大學的王黨校等人于 2003 年開發(fā)了一個牙科訓練的模擬器，該系統(tǒng)允許探測和切割一顆牙齒模型，具有齲齒診斷、牙體預備等訓練功能[15,16]。在此基礎上，王黨校等人于 2009 年提出了一套較為成熟的面向牙科手術培訓的力覺合成技術系統(tǒng)，建立了力覺-視覺融合的牙科操作培訓系統(tǒng)的原型物理樣機，實現(xiàn)了齲齒探測、牙齒縱截面物理屬性感知、牙體鉆削等典型牙科手術模擬操作[17]。在牙科模擬系統(tǒng)方面，以色?

牙齒縱向解剖圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]虛擬手術實時物體碰撞檢測和軟組織變形研究[J]. 吳崢,謝叻,馬浩博.  計算機仿真. 2010(02)
[2]面向牙科手術培訓的力覺合成技術[J]. 王黨校,張玉茹,王勇,呂培軍,周人歌,周萬琳.  中國科學（F輯:信息科學）. 2009(01)
[3]觸覺顯示的人機交互研究及應用[J]. 喻耀華,劉正捷,孫弘進.  計算機科學. 2008(11)
[4]虛擬現(xiàn)實技術在牙種植領域的應用與發(fā)展前景[J]. 楊建,劉福祥.  國際口腔醫(yī)學雜志. 2008(S1)
[5]深化教學改革提高口腔內(nèi)科學實驗教學質(zhì)量[J]. 劉冰,楊冬茹,劉慶.  河北醫(yī)科大學學報. 2005(06)
[6]集成圖形和力覺交互的牙齒探診模擬系統(tǒng)開發(fā)[J]. 王黨校,張玉茹,王玉慧,呂培軍,王勇.  系統(tǒng)仿真學報. 2004(08)
[7]實時力覺交互中的虛擬力計算及渲染方法[J]. 王黨校,張玉茹,王玉慧,呂培軍,王勇.  系統(tǒng)仿真學報. 2004(07)
[8]實時力反饋技術在手術仿真中的實現(xiàn)與應用[J]. 譚珂,楊鑫,郭光友,王勇軍,熊岳山.  計算機工程與應用. 2003(36)

博士論文
[1]非均質(zhì)半透明材質(zhì)的繪制及編輯算法研究[D]. 宋瀅.浙江大學 2009
[2]虛擬手交互真實力覺生成研究[D]. 楊文珍.浙江大學 2007



本文編號：3440787