一种三维人体模型生成系统及其方法与流程

本发明涉及一种三维人体模型的生成系统及方法，特别是涉及一种基于经络穴位的三维人体模型生成系统及其方法。

背景技术：

根据中医学说，经络是运行气血、联系脏腑和体表及全身各部的通道，是人体功能的调控系统。经络学也是人体针灸和按摩的基础，是中医学的重要组成部分。经络学说是祖国医学基础理论的核心之一，源于远古，服务当今。在两千多年的医学长河中，一直为保障中华民族的健康发挥着重要的作用。

传统医学对经络的说明与展示最早采用的是文字描述、图形表现、和针灸铜人等三种方法。

目前对经络的系统性的文字描述可追溯至《黄帝内经》，其中的《灵枢经》，也称为《针经》，就是专门论述用微针治疗经络的著作。宋代开始用图形手段和人体模型表现人体经络。王惟一奉宋仁宗诏命，铸造针灸铜人，并根据铜人，写出《铜人腧穴针灸图经》，又名《新铸铜人腧穴针灸图经》，简称《铜人经》或《铜人》。在1027年由宋医官院木板刊行，并刻于四壁石碑上，同时补入《穴腧都数》一卷。针灸铜人是中国古代汉族医学家发明的供针灸教学用的青铜浇铸而成的人体经络穴位模型。针灸铜人是传统中医学史上的稀世奇珍，对中国医学的发展起到了举足轻重的作用。自北宋天圣年以来，明清及现代均有制作，是经络穴位教学不可缺少的教具。

随着计算机普及以后，利用计算机技术进行中医人体模型表现的努力日益广泛。计算机制图技术在表现经络方面的应用越来越广泛，平面制图和立体制图均被应用在中医经络穴位展示领域。

当前以纸媒为载体的经络挂图、插图是采用计算机平面制图技术生成的；电脑、智能终端设备、互联网络的平面经络图形也是采用计算机平面制图技术生成的。它们都是由电脑技术人员按照传统的平面展示技术，利用adobe photoshop，coreldraw，cad等辅助制图软件开发的电子图形展示产品。

随着计算机3d技术的发展，立体制图技术开始应用于中医经络展示领域。采用ug，type3，3dmax等技术，或者将平面图形转换为半立体图形，或者在对定的软件环境中，如3dmax，绘制三维立体的人体图形，并按照中医穴位的说明，在其上标示具体的穴位和经络走向。

然而，目前市场现行采用的技术只能通过一些2d图片进行标注相关内容，或者在3d层面很片面的显示出人体，造成有些组织器官无法得到清楚的显示，使得用户无法清楚的查看所要观察的组织器官。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种三维人体模型生成系统及其方法，使得用户可以更加全面更加清晰的展示出人体的皮肤、肌肉、内脏、骨骼等各类组织器官。

为了解决上述技术问题本发明提供了一种三维人体模型生成系统，包括，三维人体数据获取单元，获取用于构建三维人体模型的至少包含皮肤、骨骼、肌肉的人体数据构成的数据信息并将所述数据信息送至三维人体模型处理单元；

三维人体模型处理单元，根据所获得的所述数据信息，基于数字图像三维构建技术，构建人体的三维仿真模型；

透明度获取单元，用于获取所述三维人体模型的人体数据的透明度信息，根据获取的所述透明度信息确定所述人体数据的渲染级别；

三维人体模型生成单元，依据所述人体数据由高到低次序的渲染级别，根据所述人体数据的透明度信息渲染所述人体数据，生成具有层次性的三维人体仿真模型。

本发明将三维人体模型进行不同层次的显示，可以更加全面更加清晰的展示出人体的皮肤、肌肉、内脏、骨骼等各类组织器官，并且可以对不同层次的部位进行透明度的设置，让用户更加清楚地查看所要观察的组织器官。

较佳的，所述人体数据的透明度信息预存于系统中的默认设置或由用户进 行自行设置。

较佳的，所述透明度信息高的人体数据的渲染级别高，所述透明度信息低的人体数据的渲染级别低。

较佳的，所述三维人体模型生成系统还包括透明度设置单元，用于设置所述人体数据的透明度信息。

较佳的，所述透明度设置单元包括：

皮肤透明度设置单元，用于设置皮肤透明度，获取人体的皮肤组件，然后获取相应材质，通过更改所述材质的相关属性以及更改所述材质的显示优先级，以实现对所述皮肤组件透明度的设置；

骨骼透明度设置单元，用于设置骨骼透明度，获取人体的骨骼组件，然后获取相应材质，通过更改所述材质的相关属性以及更改所述材质的显示优先级，以实现对所述骨骼组件透明度的设置；

肌肉透明度设置单元，用于设置肌肉透明度，获取人体的肌肉组件，获取相应材质，然后通过更改所述材质的相关属性以及更改所述材质的显示优先级，以实现对所述肌肉组件透明度的设置。

较佳的，所述三维人体模型生成系统还包括：

穴位获取单元，用于获取用户操作所述三维人体模型时选择点击的穴位；

更新显示单元，根据预定所述穴位与人体数据的关系以及预定所述穴位对应的人体数据的透明度信息，进行三维人体模型更新显示。

为了实现本发明的目的，本发明还提供了一种三维人体模型的生成方法，包括如下步骤：

步骤一，获取用于构建三维人体模型的至少包括皮肤、骨骼、肌肉的人体数据构成的数据信息；

步骤二，根据所获得的人体数据信息，基于数字图像三维构建技术，构建人体的三维仿真模型；

步骤三，获取所述人体数据的透明度信息，根据获取的透明度信息确定所述人体数据的渲染级别；

步骤四，依据所述人体数据的渲染级别高低，根据所述人体数据的透明度信息渲染所述人体数据，生成具有层次性的三维人体仿真模型。

较佳的，于所述步骤三中，透明度信息高的所述人体数据的渲染级别高，透明度信息低的所述人体数据的渲染级别低。

较佳的，于步骤三之前，还包括如下步骤：

获取人体的皮肤组件，然后获取相应材质，通过更改所述材质的相关属性以及更改所述材质的显示优先级，实现所述皮肤组件的透明度设置；获取人体的骨骼组件，然后获取相应材质，通过更改所述材质的相关属性以及更改所述材质的显示优先级，实现所述骨骼组件的透明度设置；获取人体的肌肉组件，获取相应材质，然后通过更改所述材质的相关属性以及更改所述材质的显示优先级，实现所述肌肉组件的透明度设置。

较佳的，所述方法还包括：

获取用户操作所述三维人体模型时选择点击的穴位；

根据预定所述穴位与所述人体数据的关系以及预定所述穴位对应的所述人体数据的透明度信息，将三维人体图像进行更新显示。

本发明的有益效果是通过提供一种三维人体模型生成系统和方法，并在所述生成系统中设置三维人体数据获取单元、三维人体模型处理单元、透明度获取单元、三维人体模型生成单元和透明度设置单元，实现对三维人体模型进行层次化显示的目的，可以更加全面更加清晰的展示出人体的皮肤、肌肉、内脏、骨骼等各类组织器官，并且可以对不同层次的部位进行透明度的设置，让用户更加清楚地查看所要观察的各类组织器官。

附图说明

图1为本发明的所述三维人体模型生成系统的实施例1的结构示意图；

图2为本发明的所述三维人体模型生成系统的实施例2的结构示意图

图3为本发明的所述三维人体模型生成系统的实施例3的结构示意图；

图4为图3所示实施例3的具有层次性的三维人体模型的示意图；

图5为本发明的所述三维人体模型生成方法的步骤流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

实施例1

如图1所示，本发明的所述三维人体模型生成系统包括三维人体数据获取单元101、三维人体模型处理单元102、透明度获取单元103以及三维人体模型生成单元104。

在本发明的某些实施方式中，所述三维人体数据获取单元101，用于获取人体的皮肤、肌肉、组织、器官、骨骼、穴位等数据构成建成的数据信息，并将其送至所述三维人体模型处理单元102，实际应用中，由开发人员将人体的所述皮肤、肌肉、组织、器官、骨骼、穴位等数据构成建成的数据信息录入至所述三维人体数据获取单元101中；所述三维人体模型处理单元102根据所获得的人体数据信息，基于数字图像三维构建技术，构建人体的三维仿真图像，具体地，三维人体模型处理单元102基于数字图像三维构建技术，根据获取的所述皮肤、肌肉、骨骼数据，绘制三维虚拟人体的骨骼系统、肌肉系统以及皮肤系统的三维仿真图像。所述骨骼系统的包括23种骨骼，所述23种骨骼包括脊椎、头颅、上肢、下肢、肩骨、腰胯、脚趾、手指，所述脊椎包括椎骨，所述头颅包括额骨、枕骨、顶骨，所述上肢包括肱骨、尺骨、桡骨，所述下肢包括股骨、髌骨、胫骨、腓骨，所述肩骨包括锁骨、肩胛骨、肋骨、胸骨，所述腰胯包括髋骨、骶骨，所述脚趾包括跖骨、趾骨，所述手指包括腕骨、掌骨、指骨；所述肌肉系统包括14种头部前后肌肉、9种胸背部肌肉、5种腹腚部肌肉、18种上肢肌肉、19种下肢肌肉；所述皮肤系统可看作一个整体，于构建完三维人体模型后，三维人体模型生成单元利用所述三维人体模型，构建三维经络、穴位模型，将穴位与经络立体展现在三维人体模型的骨骼、肌肉、血管、神经、淋巴及脏器的相关位置。

在本发明的某些实施方式中，所述透明度获取单元103，用于获取所述人体数据的透明度信息，根据获取的透明度信息确定所述人体数据的渲染级别。在本发明中，所述人体数据包括皮肤，骨骼，肌肉等。所述人体数据的透明度信息预存于系统中的默认设置或由用户进行自行设置。透明度信息高的所述人体数据其渲染级别高，透明度信息低的所述人体数据其渲染级别低，其中，所述皮肤的透明度信息最高，其渲染级别也最高，其次为骨骼、肌肉、器官。

在本发明的某些实施方式中，三维人体模型生成单元104，依据所述人体数据的渲染级别由高到低，依次根据所述人体数据的透明度信息渲染所述人体数据，生成具有层次性的三维人体仿真图像。具体的说，所述渲染级别由高到低是先对透明度信息最高的人体数据进行渲染，出现半透明状态后，再对透明度信息最低的人体数据进行渲染。在所述三维人体模型中，所述不同的人体数据具备不同的材质属性。所述渲染是在界面着色器中通过更改所述人体数据的材质属性进行透明化显示，并以此获得具有层次性的三维人体模型。

实施例2

参阅图2，本实施例所述的三维人体模型生成系统与所述实施例1的区别在于本实施例所述的透明度设置单元205还包括皮肤透明度设置单元2051、骨骼透明度设置单元2052以及肌肉透明度设置单元2053，所述皮肤透明度设置单元2051用于设置皮肤透明度，其通过获取人体的皮肤组件，然后获取相应材质，通过更改所述材质的相关属性以及更改所述材质的显示优先级，达到所述皮肤组件的透明度设置；所述骨骼透明度设置单元2052，用于设置骨骼透明度，其通过获取人体的骨骼组件，然后获取相应材质，通过更改所述材质的相关属性以及更改所述材质的显示优先级，达到所述骨骼组件的透明度设置；所述肌肉透明度设置单元2053，用于设置肌肉透明度，其通过获取人体的肌肉组件，获取相应材质，然后通过更改所述材质的相关属性以及更改所述材质的显示优先级，达到所述肌肉组件的透明度设置。

其中，本实施例中的所述三维人体数据获取单元201、所述三维人体模型处理单元202、所述透明度获取单元203以及所述三维人体模型生成单元204 的功能与实施例1中的所述三维人体数据获取单元101、所述三维人体模型处理单元102、所述透明度获取单元103以及所述三维人体模型生成单元104的功能相同，在此不再赘述。

实施例3

参阅图3，本实施例所述的三维人体模型生成系统与实施例2的区别在于本实施例所述的透明度设置单元305还包括穴位获取单元306以及更新显示单元307，其中，穴位获取单元306用于获取用户选择的穴位，更新显示单元307，根据预定的穴位与皮肤、骨骼及肌肉的关系以及预先确定的所述穴位对应的所述人体数据的透明度信息，将所述穴位与三维人体图像更新显示，进而使得用户可更加自由的、清楚地查看到所要观察的穴位。

本实施例中，所述更新显示单元307是通过两种方式实现的。一是预先在数据结构中定义各穴位与所述人体数据的关系，所述人体数据包括皮肤、骨骼的关系，并预先设定所述穴位对应所述人体数据的透明度信息；二是预先将所有穴位进行分类，预先定义各类穴位与所述人体数据，同时，预先设定各类穴位对和应所述人体数据的透明度信息。

如图4所示，用户可以很清楚的看见三维人体模型中的皮肤、骨骼、肌肉和穴位，其中如图4所示的穴位有右云门41和左云门42。

其中，本实施例中的所述三维人体数据获取单元301、所述三维人体模型处理单元302、所述透明度获取单元303以及所述三维人体模型生成单元304、所述透明度设置单元305、所述皮肤透明度设置单元3051、所述骨骼透明度设置单元3052以及所述肌肉透明度设置单元3053的功能与实施例2中的所述三维人体数据获取单元201、所述三维人体模型处理单元202、所述透明度获取单元203以及所述三维人体模型生成单元204、所述透明度设置单元205、所述皮肤透明度设置单元2051、所述骨骼透明度设置单元2052以及所述肌肉透明度设置单元2053的功能相同，在此不再赘述。

本发明的所述三维人体模型生成方法的步骤流程示意图。所述方法包括获取人体数据信息的步骤501，构建人体的三维仿真模型的步骤502，获取所述人 体数据的透明度信息的步骤503，生成具有层次性的三维人体仿真模型的步骤504，实现人体数据透明度设置的步骤505，获取用户操作所述三维人体模型时选择点击的穴位的步骤506；将三维人体图像进行更新显示的步骤507。

在所述步骤501中，获取用于构建三维人体模型的至少包括皮肤、骨骼、肌肉的人体数据构成的数据信息。在本发明的某些实施方式中，用于构建三维人体模型的人体数据包括皮肤、肌肉、组织、器官、骨骼、穴位等，实际应用中，由开发人员将人体的皮肤、肌肉、组织、器官、骨骼、穴位等数据构成建成的数字信息录入至系统中。

在所述步骤502中，根据所获得的人体数据信息，基于数字图像三维构建技术，构建人体的三维仿真模型。具体地，本步骤基于数字图像三维构建技术，根据获取的皮肤、肌肉、骨骼等数据，绘制三维虚拟人体的骨骼系统、肌肉系统以及皮肤系统的三维仿真图像，进一步的，于构建好三维人体模型后，本步骤还利用所述三维人体模型，构建三维经络、穴位模型，将穴位与经络立体展现在三维人体模型的骨骼、肌肉、血管、神经、淋巴及脏器的相关位置。

在所述步骤503中，获取所述人体数据的透明度信息，根据获取的透明度信息确定所述人体数据的渲染级别。所述人体数据指的是皮肤，骨骼，肌肉、器官等，所述人体数据的透明度信息预存于系统中的默认设置或由用户进行自行设置，一般来说，透明度信息高的组件其渲染级别高，透明度信息低的组件其渲染级别低，在本发明较佳实施例中，设置皮肤的透明度信息最高，其渲染级别也最高，其次为骨骼、肌肉、器官。

在所述步骤504中，依据所述人体数据的渲染级别高低，根据所述人体数据的透明度信息渲染所述人体数据，生成具有层次性的三维人体仿真模型。具体的说，所述渲染级别由高到低是先对透明度信息最高的人体数据进行渲染，出现半透明状态后，再对透明度信息最低的人体数据进行渲染。在所述三维人体模型中，所述不同的人体数据具备不同的材质属性。所述渲染是在界面着色器中通过更改所述人体数据的材质属性进行透明化显示，并以此获得具有层次性的三维人体模型。

当所述透明度设置是由用户进行设置时，于步骤503之前，所述方法还包括所述步骤505，在所述步骤505中，用户获取人体的皮肤组件，然后获取相应材质，通过更改所述材质的相关属性以及更改所述材质的显示优先级，实现所述皮肤组件的透明度设置；获取人体的骨骼组件，然后获取相应材质，通过更改所述材质的相关属性以及更改所述材质的显示优先级，实现所述骨骼组件的透明度设置；获取人体的肌肉组件，获取相应材质，然后通过更改所述材质的相关属性以及更改所述材质的显示优先级，实现所述肌肉组件的透明度设置。

本发明之三维人体模型生成方法，还包括步骤506和步骤507。

在所述步骤506中，获取用户操作所述三维人体模型时选择点击的穴位；

在所述步骤507中，根据预定所述穴位与所述人体数据的关系以及预定所述穴位对应的所述人体数据的透明度信息，将三维人体图像进行更新显示。进而使得用户可更加自由的、清楚地查看到所要观察的所述皮肤、肌肉、骨骼、穴位和经络等。

综上所述，本发明一种三维人体模型生成系统及其显示方法，通过获取人体模型的所述人体数据的透明度，根据透明度获得所述人体数据的渲染级别，依据渲染级别的高低依次对所述人体数据进行渲染，实现了对三维人体模型进行层次化显示的目的，本发明可以更加全面更加清晰的展示出人体的皮肤、肌肉、内脏、骨骼等各类组织器官，并且可以对不同层次的部位进行透明度的设置，让用户更加清楚地查看所要观察的内容。

应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施例。上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。