一种几何与生物力学混合的手部肌肉变形模拟方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明涉及几何与生物力学技术领域，具体涉及一种几何与生物力学混合的手部肌肉变形模拟方法。
[0002]【背景技术】:
人体表面是皮肤，皮肤下面有肌肉和骨骼，人手作为人体的重要器官之一，其内部组织远远不止皮肤和骨骼，当手运动时，肌腱和肌肉对应地运动在皮肤表层下同时带动影响表层皮肤形成一定的视觉效果，而这些效果是跟其具体的运动方式及内部所受的各种力的综合相互关联的。
[0003]一些生物力学模拟方法，无论是线性力或者固体力学模型都不能很好的适用于人手的模拟，因为人手的运动相对比较灵活，其多种约束条件增加了模拟人手中的肌肉肌腱运动难度；而且研宄时间长，浪费原材料。
[0004]
【发明内容】
:
本发明的目的是提供一种几何与生物力学混合的手部肌肉变形模拟方法，它采用三维立体摄像机能快速取得手部的图像，通过三维立体打印机制作出模型，方便看出变形，节省时间和原材料。
[0005]为了解决【背景技术】所存在的问题，本发明是采用如下技术方案:它的变形方法如下:
(一)、采用三维立体摄像机拍摄得到人手模型，然后通过计算机将图形传输到电脑内；
(二)、通过计算机分析步骤(一)传输到电脑的图形，根据人手骨骼图形分析传输到电脑图形的代理骨骼；
(三)、通过图形界面选取几何控制点，记录下几何控制点坐标，采用标准的CCA算法，离线对几何控制点和步骤(二)中得到的代理骨骼旋转变换和平移变换的矩阵进行最大相关性分析；
(四)、将新的几何控制点存储为线性向量形式，并利用步骤(三)中最大相关性矩阵，只需要进行最大相关性矩阵与新的几何控制点存储为线性向量乘法即可得到代理骨骼新的变换，并采用标准的SSD算法计算三角网格模型顶点变形后的坐标；
(五)、参考人手内部的生物构造设置初始肌腱排列，然后对步骤(四)中的模型进行分析；
(六)、用三次B样条作为肌肉肌腱的抽象数学模型，预处理阶段计算出所有样条的所有控制点的质量，每一帧分别计算样条控制点的重力，主动力，被动力以及阻尼力，然后计算以上四种力的合力；
(七)、根据计算出的样条通过计算机设计出图形，然后通过三维立体打印机将立体图形打印出模型，通过模型可以看出肌肉变形。
[0006]本发明具有如下有益效果:采用三维立体摄像机能快速取得手部的图像，通过三维立体打印机制作出模型，方便看出变形，节省时间和原材料。
[0007]【具体实施方式】:
本【具体实施方式】采用如下有益效果:它的变形方法如下:
(一)、采用三维立体摄像机拍摄得到人手模型，然后通过计算机将图形传输到电脑内；
(二)、通过计算机分析步骤(一)传输到电脑的图形，根据人手骨骼图形分析传输到电脑图形的代理骨骼；
(三)、通过图形界面选取几何控制点，记录下几何控制点坐标，采用标准的CCA算法，离线对几何控制点和步骤(二)中得到的代理骨骼旋转变换和平移变换的矩阵进行最大相关性分析；
(四)、将新的几何控制点存储为线性向量形式，并利用步骤(三)中最大相关性矩阵，只需要进行最大相关性矩阵与新的几何控制点存储为线性向量乘法即可得到代理骨骼新的变换，并采用标准的SSD算法计算三角网格模型顶点变形后的坐标；
(五)、参考人手内部的生物构造设置初始肌腱排列，然后对步骤(四)中的模型进行分析；
(六)、用三次B样条作为肌肉肌腱的抽象数学模型，预处理阶段计算出所有样条的所有控制点的质量，每一帧分别计算样条控制点的重力，主动力，被动力以及阻尼力，然后计算以上四种力的合力；
(七)、根据计算出的样条通过计算机设计出图形，然后通过三维立体打印机将立体图形打印出模型，通过模型可以看出肌肉变形。
[0008]本【具体实施方式】具有如下有益效果:采用三维立体摄像机能快速取得手部的图像，通过三维立体打印机制作出模型，方便看出变形，节省时间和原材料。
[0009]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种几何与生物力学混合的手部肌肉变形模拟方法，其特征在于它的变形方法如下: (一)、采用三维立体摄像机拍摄得到人手模型，然后通过计算机将图形传输到电脑内； (二)、通过计算机分析步骤(一)传输到电脑的图形，根据人手骨骼图形分析传输到电脑图形的代理骨骼； (三)、通过图形界面选取几何控制点，记录下几何控制点坐标，采用标准的CCA算法，离线对几何控制点和步骤(二)中得到的代理骨骼旋转变换和平移变换的矩阵进行最大相关性分析； (四)、将新的几何控制点存储为线性向量形式，并利用步骤(三)中最大相关性矩阵，只需要进行最大相关性矩阵与新的几何控制点存储为线性向量乘法即可得到代理骨骼新的变换，并采用标准的SSD算法计算三角网格模型顶点变形后的坐标； (五)、参考人手内部的生物构造设置初始肌腱排列，然后对步骤(四)中的模型进行分析； (六)、用三次B样条作为肌肉肌腱的抽象数学模型，预处理阶段计算出所有样条的所有控制点的质量，每一帧分别计算样条控制点的重力，主动力，被动力以及阻尼力，然后计算以上四种力的合力； (七)、根据计算出的样条通过计算机设计出图形，然后通过三维立体打印机将立体图形打印出模型，通过模型可以看出肌肉变形。
【专利摘要】一种几何与生物力学混合的手部肌肉变形模拟方法，其特征在于它的变形方法如下：(一)、采用三维立体摄像机拍摄得到人手模型，然后通过计算机将图形传输到电脑内；(二)、通过计算机分析步骤(一)传输到电脑的图形，根据人手骨骼图形分析传输到电脑图形的代理骨骼；(三)、通过图形界面选取几何控制点，记录下几何控制点坐标，采用标准的CCA 算法，离线对几何控制点和步骤(二)中得到的代理骨骼旋转变换和平移变换的矩阵进行最大相关性分析；(三)、通过图形界面选取几何控制点，记录下几何控制点坐标；它采用三维立体摄像机能快速取得手部的图像，通过三维立体打印机制作出模型，方便看出变形，节省时间和原材料。
【IPC分类】B29C67/00, B33Y50/00
【公开号】CN104943180
【申请号】CN201510395705
【发明人】谢海亭
【申请人】安徽瑞宏信息科技有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月8日