基于骨骼线体网格的质点弹簧形变仿真方法

摘要

一种计算机仿真技术领域的基于骨骼线体网格的质点弹簧形变仿真方法，包括前处理过程、计算形变过程、后处理过程三个部分，在前处理过程中，首先对三维灰度值图像采用气球分割算法获取形变物体的数据，并得到三维重建后的形变物体表面网格及应用边界距离算法求出其骨骼线拓扑网格，同时以最短路径算法求出作用力的限制传播范围，记录成表；在计算形变过程中，对质点弹簧网格数据进行时间迭代形变计算，求出每个时间节点上的网格点位移；在后处理过程中，根据表面网格点分布及其拓扑连接关系，计算出表面的法向量并进行渲染，最终在屏幕上实时仿真地绘制出动态形变可视化的效果。本发明在局部与整体都能快速逼真地仿真软组织形变的效果。

主权项

1、一种基于骨骼线体网格的质点弹簧形变仿真方法，其特征在于，包括前处理过程、计算形变过程、后处理过程三个部分：在前处理过程中，首先对三维灰度值图像采用气球分割算法获取形变物体的数据，并得到三维重建后的形变物体表面网格及应用边界距离算法求出其骨骼线拓扑网格，同时以最短路径算法求出作用力的限制传播范围，记录成表；在计算形变过程中，按照牛顿力学公式以及虎克定律，并以先前计算出的限制传播范围为力传播约束，对质点弹簧网格数据进行时间迭代形变计算，求出每个时间节点上的网格点位移；在后处理过程中，根据表面网格点分布及其拓扑连接关系，计算出表面的法向量并进行渲染，最终在屏幕上实时仿真地绘制出动态形变可视化的效果。