本文關鍵詞：牙齒矯正中牙齦變形仿真研究

  更多相關文章： 牙齦變形 Laplacian坐標 質(zhì)點彈簧模型 保持幾何特征 牙槽骨影響

【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,如何快速逼真地對牙齦進行變形仿真是一個復雜且重要的問題,它關系到牙齒矯正系統(tǒng)的質(zhì)量,有助于加強醫(yī)患溝通。本文在對比分析現(xiàn)有變形算法的基礎上,選擇將基于幾何的Laplacian坐標變形方法和基于物理的質(zhì)點彈簧模型變形方法應用到牙齦變形仿真中。實驗表明基于Laplacian坐標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,時間消耗穩(wěn)定,但在網(wǎng)格較復雜時變形速度慢,且不能體現(xiàn)牙齦變形過程造成交互體驗差;質(zhì)點彈簧模型使得牙齦變形仿真更具生物特性,可以表現(xiàn)出牙齦蠕動的變化過程,但會在不斷操作中丟失細節(jié)且時間消耗受多方面因素影響不穩(wěn)定。基于對上述兩種方法在變形效果和時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)點彈簧模型,實現(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,本文在簡化的質(zhì)點彈簧模型上,對每個質(zhì)點添加一種根據(jù)Laplacian坐標計算得到的“特征彈簧”。實驗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節(jié),還能夠展現(xiàn)牙齦蠕動的變化過程。另一方面,根據(jù)牙齦特殊的生物屬性,同樣在簡化的質(zhì)點彈簧模型上進行改進,對牙齦面模型上的點添加“牙根彈簧”,實現(xiàn)含有體信息的牙齦變形仿真。這種方法分析和簡化牙根、牙槽骨和牙齦之間的關系,在牙體長軸與牙齦之間建立彈簧,模擬牙槽骨對牙齦變形的影響。實驗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。本文分別從面模型和體信息兩個不同的角度進行對牙齦變形進行研究,還有許多細節(jié)和方法需要進一步探索。
【關鍵詞】：牙齦變形 Laplacian坐標 質(zhì)點彈簧模型 保持幾何特征 牙槽骨影響
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3 本文的研究內(nèi)容及章節(jié)安排10-12
• 2 基于面模型變形方法的應用研究12-33
• 2.1 牙齦的數(shù)字模型及其變形仿真問題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坐標的變形方法及其在牙齦變形仿真中的應用17-24
• 2.3.1 模型原理18-19
• 2.3.2 方法步驟19-22
• 2.3.3 實現(xiàn)及應用22-24
• 2.4 質(zhì)點彈簧模型的變形方法及其在牙齦變形仿真中的應用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)設置及影響28-29
• 2.4.4 實現(xiàn)及應用29-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 3 局部幾何特征與簡化MSM驅(qū)動的牙齦變形仿真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 實驗仿真與應用36-40
• 3.2.2 彈性系數(shù)設置與影響40-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 4 基于牙體長軸的MSM的牙齦變形仿真42-50
• 4.1 牙齦軟組織的結(jié)構和生物特性42-43
• 4.2 改進的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 實驗仿真及應用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53-56
• 附錄56

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉凱;張純;夏茵;;新型三角形彈簧質(zhì)點模型及彈簧參數(shù)確定[J];計算機輔助設計與圖形學學報;2014年01期

2 劉秀玲;陳棟;董亞龍;董斌;王洪瑞;;真實軟組織特性的肝臟組織物理建模及受力分析優(yōu)化[J];計算機輔助設計與圖形學學報;2013年07期

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

4 郭煜;秦t，

本文編號：864652