基于Haptics的牙齒曲面微變形設(shè)計(jì)技術(shù).pdf

1、在口腔修復(fù)領(lǐng)域中,基于力觸覺交互系統(tǒng)的牙齒曲面變形技術(shù)越來越得到人們的重視,利用該技術(shù)醫(yī)生能夠方便快捷的完成對(duì)患牙的修復(fù)工作。在牙齒曲面變形過程中,每個(gè)患者牙齒的三維表面信息都是唯一的,所以醫(yī)生從標(biāo)準(zhǔn)冠數(shù)據(jù)庫中查詢到與患牙對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)牙后,必須進(jìn)行曲面變形調(diào)整以匹配與鄰牙、對(duì)頜牙的咬合。本文結(jié)合口腔臨床醫(yī)學(xué)的實(shí)際情況,利用美國SensAble公司的PHAN7TOM Omni力觸覺交互設(shè)備對(duì)牙齒三維曲面微變形進(jìn)行了研究與開發(fā)。主要研究工作和

2、成果如下:
　　 分析了力觸覺交互設(shè)備PHANTOM Omni的運(yùn)行機(jī)制,并建立了基于該設(shè)備的牙齒曲面微變形設(shè)計(jì)平臺(tái)。采用比例變換的方法實(shí)現(xiàn)了牙齒曲面的整體變形調(diào)整。
　　 提出了基于N環(huán)鄰域搜索算法的網(wǎng)格局部變形方法,通過定義變形區(qū)完成局部變形設(shè)計(jì)。最后針對(duì)變形后網(wǎng)格模型存在異常三角片的情況,利用Laplacian光順法、基于三角片面積的自適應(yīng)Loop細(xì)分法對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行光順、細(xì)分調(diào)整。
　　 針對(duì)局部變形中變形區(qū)

3、域不易控制的問題,研究了基于隱式曲面投影算法和面向牙齒特征的網(wǎng)格區(qū)域變形技術(shù)。利用OpenGL交互功能與N環(huán)鄰域搜索算法定義變形原始插值點(diǎn),建立了基于徑向基函數(shù)的隱式曲面方程,并完成目標(biāo)插值點(diǎn)的定位。最后運(yùn)用牛頓迭代逼近法,把其余網(wǎng)格頂點(diǎn)投影到隱式曲面上,完成曲面的區(qū)域變形。
　　 在上述研究成果的基礎(chǔ)上,以VC++2003和OpenGL圖形庫作為軟件開發(fā)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了基于力觸覺交互設(shè)備的牙齒曲面微變形設(shè)計(jì)軟件開發(fā),將設(shè)計(jì)過程劃分