本文關(guān)鍵詞：牙齒矯正中牙齦變形仿真研究

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【摘要】：牙齦變形仿真是擁有牙齒矯正功能的系統(tǒng)中不可或缺的一部分,如何快速逼真地對(duì)牙齦進(jìn)行變形仿真是一個(gè)復(fù)雜且重要的問(wèn)題,它關(guān)系到牙齒矯正系統(tǒng)的質(zhì)量,有助于加強(qiáng)醫(yī)患溝通。本文在對(duì)比分析現(xiàn)有變形算法的基礎(chǔ)上,選擇將基于幾何的Laplacian坐標(biāo)變形方法和基于物理的質(zhì)點(diǎn)彈簧模型變形方法應(yīng)用到牙齦變形仿真中。實(shí)驗(yàn)表明基于Laplacian坐標(biāo)變形方法使得變形結(jié)果能保留原模型的幾何特征,求解速度快,時(shí)間消耗穩(wěn)定,但在網(wǎng)格較復(fù)雜時(shí)變形速度慢,且不能體現(xiàn)牙齦變形過(guò)程造成交互體驗(yàn)差;質(zhì)點(diǎn)彈簧模型使得牙齦變形仿真更具生物特性,可以表現(xiàn)出牙齦蠕動(dòng)的變化過(guò)程,但會(huì)在不斷操作中丟失細(xì)節(jié)且時(shí)間消耗受多方面因素影響不穩(wěn)定�；趯�(duì)上述兩種方法在變形效果和時(shí)間性能等方面的分析,提出了一種能夠保持局部幾何特征的質(zhì)點(diǎn)彈簧模型,實(shí)現(xiàn)牙齦基于面模型的快速變形仿真。由于所使用的牙齦模型是由不規(guī)則三角面片拼接而成的面模型,難以添加用以產(chǎn)生彎曲力的彎曲彈簧。為了模擬軟組織的抗彎曲效果,本文在簡(jiǎn)化的質(zhì)點(diǎn)彈簧模型上,對(duì)每個(gè)質(zhì)點(diǎn)添加一種根據(jù)Laplacian坐標(biāo)計(jì)算得到的“特征彈簧”。實(shí)驗(yàn)表明這種方法不僅加快了變形速度,保存了原模型的幾何細(xì)節(jié),還能夠展現(xiàn)牙齦蠕動(dòng)的變化過(guò)程。另一方面,根據(jù)牙齦特殊的生物屬性,同樣在簡(jiǎn)化的質(zhì)點(diǎn)彈簧模型上進(jìn)行改進(jìn),對(duì)牙齦面模型上的點(diǎn)添加“牙根彈簧”,實(shí)現(xiàn)含有體信息的牙齦變形仿真。這種方法分析和簡(jiǎn)化牙根、牙槽骨和牙齦之間的關(guān)系,在牙體長(zhǎng)軸與牙齦之間建立彈簧,模擬牙槽骨對(duì)牙齦變形的影響。實(shí)驗(yàn)表明這種方法也可以減少迭代次數(shù),加快變形速度,還可以和第一種方法結(jié)合,且能保持其優(yōu)點(diǎn)。本文分別從面模型和體信息兩個(gè)不同的角度進(jìn)行對(duì)牙齦變形進(jìn)行研究,還有許多細(xì)節(jié)和方法需要進(jìn)一步探索。
【關(guān)鍵詞】：牙齦變形 Laplacian坐標(biāo) 質(zhì)點(diǎn)彈簧模型 保持幾何特征 牙槽骨影響
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.9;R783
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 緒論7-12
• 1.1 選題背景及研究意義7-8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排10-12
• 2 基于面模型變形方法的應(yīng)用研究12-33
• 2.1 牙齦的數(shù)字模型及其變形仿真問(wèn)題12-14
• 2.2 變形方法綜述14-17
• 2.2.1 幾何方法14-15
• 2.2.2 物理方法15-17
• 2.3 基于Laplacian坐標(biāo)的變形方法及其在牙齦變形仿真中的應(yīng)用17-24
• 2.3.1 模型原理18-19
• 2.3.2 方法步驟19-22
• 2.3.3 實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用22-24
• 2.4 質(zhì)點(diǎn)彈簧模型的變形方法及其在牙齦變形仿真中的應(yīng)用24-32
• 2.4.1 模型原理24-25
• 2.4.2 求解方法25-28
• 2.4.3 彈性系數(shù)設(shè)置及影響28-29
• 2.4.4 實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用29-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 3 局部幾何特征與簡(jiǎn)化MSM驅(qū)動(dòng)的牙齦變形仿真33-42
• 3.1 建模方法介紹33-36
• 3.1.1 模型原理34-35
• 3.1.2 建模步驟35-36
• 3.1.3 模型求解36
• 3.2 模型效果分析36-41
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)仿真與應(yīng)用36-40
• 3.2.2 彈性系數(shù)設(shè)置與影響40-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 4 基于牙體長(zhǎng)軸的MSM的牙齦變形仿真42-50
• 4.1 牙齦軟組織的結(jié)構(gòu)和生物特性42-43
• 4.2 改進(jìn)的MSM介紹43-47
• 4.2.1 模型原理44-46
• 4.2.2 建模步驟46-47
• 4.3 模型效果分析47-49
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)仿真及應(yīng)用47-48
• 4.3.2 方法結(jié)合48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 5 結(jié)論50-52
• 5.1 總結(jié)50
• 5.2 今后工作的展望50-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-56
• 附錄56

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉凱;張純;夏茵;;新型三角形彈簧質(zhì)點(diǎn)模型及彈簧參數(shù)確定[J];計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào);2014年01期

2 劉秀玲;陳棟;董亞龍;董斌;王洪瑞;;真實(shí)軟組織特性的肝臟組織物理建模及受力分析優(yōu)化[J];計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào);2013年07期

3 顧沁婷;李艷梅;劉翔;;基于質(zhì)點(diǎn)彈簧模型的織物形象化仿真技術(shù)與展望[J];紡織學(xué)報(bào);2013年03期

4 郭煜;秦t，

本文編號(hào)：864652