一种基于eon的手术室漫游系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种虚拟现实技术，特别涉及一种基于EON的手术室漫游系统。
【背景技术】
[0002]随着网络技术和科学技术的不断发展，出现了一门基于计算机技术、图形图像技术和多媒体技术为一体的新兴技术——虚拟现实技术(V R)。它是通过利用计算机技术帮助我们精确地构建出客观世界存在着的东西，并在人们创造力的辅助下，让人们能足不出户就能游览自己想要的场景。这种技术的特点在于借助计算机构建出一个虚拟的世界，人们可以在某些外设比如:数据眼镜、数据手套等的帮助下进入到人为构建的虚幻世界中。虚拟现实技术的特点被称为“31”特征，即交互性(Interactivity)、沉浸感(Immers1n)和想象性(Imaginat1n)，这正好为建设具有高感观性高互动性的虚拟手术室提供了强有力的支持。
[0003]基于EON的手术室漫游系统，可以让用户通过计算机了解手术室的内部结构，通过键盘和鼠标进行相关操作，可以自由的在虚拟的场景里进行漫游，达到身临其境的感觉。
【发明内容】
[0004]本发明通过对手术室布局的研究，建立了具有实时仿真和交互控制功能的手术室漫游系统，目的在于为手术室设计中提供了实验平台；为以后新医师的培训提供了方便。
[0005]本发明的目的是这样实现的:
[0006]—种基于EON的手术室漫游系统,其组成包括:系统建模模块，模型简化模块和数据优化模块，虚拟漫游平台。
[0007]所述的一种基于EON的手术室漫游系统，其特征是虚拟手术室系统是通过高精度的数学建模，对真实的手术室进行模拟，从而完成手术室的数据描述，具有高仿真度、高品质等特点。
[0008]所述的一种基于EON的手术室漫游系统，其特征是虚拟手术室漫游系统核心内容是对真实手术室内各种模型实物进行数字化处理，从而完成数学模型的建立，模型建立过程中包含了对大量数据的处理，为了加快系统开发的进度和和提高显示效率，我们要对数据进行合理的管理组织和传递分配。
[0009]首先对手术室虚拟漫游系统建模，构建虚拟的手术场景，并对模型及场景进行简化和数据优化，其次是搭建手术室虚拟漫游平台。基于EON软件开发工具包和VC++环境，开发出手术室漫游的关键节点，实现漫游系统人机交互功能，包括基于包围盒理论的碰撞检测功能；基于关键点文件的路径漫游功能；基于矩阵变换理论的视点位置实时显示功能；借助Script节点实现了目标拾取功能。最后结合立体显示关键技术和虚拟外设，实现了桌面型交互式漫游和路径漫游，初步实现了手术室沉浸式漫游。
[0010]虚拟手术室系统是通过高精度的数学建模，对真实的手术室进行模拟，从而完成手术室的数据描述，具有高仿真度、高品质等特点。还能实现虚拟漫游和通过键盘、鼠标等外设的人机交互操作。利用3DS MAX根据真实手术室的数据信息(手术室形状、内部设备放置等)对虚拟手术室进行高精度数学建模，建造能够反映手术室真实情况的虚拟场景。并且利用3DS MAX对仪器设备精密建模，并且根据实际情况对模型特性进行限定。
[0011]虚拟手术室漫游系统核心内容是对真实手术室内各种模型实物进行数字化处理，从而完成数学模型的建立，模型建立过程中包含了对大量数据的处理，为了加快系统开发的进度和和提高显示效率，我们要对数据进行合理的管理组织和传递分配。
[0012]漫游系统中的数据文件类型主要有以下三种:
[0013]1、手术室图形数据。*.3ds格式，包含实体的曲线特征、曲面特征、空间位置和基本色调等信息；*.fit格式，包含着实体的分类和层次关系，以及简化的模型结构等信息。
[0014]2、材质和纹理数据。*.jpg格式，包含材质、纹理等信息；*.png格式，包含灰度图信息，体现物体的透明度；*.bmp格式，包含位图信息。
[0015]3、漫游平台展示数据。*.eoz格式，是一种适合网络发布的压缩型数据格式，包含用户界面、视图显示比例等信息。手术室虚拟漫游系统数据传递。
[0016]本发明的优点:本发明将3DS MAX和EON结合，利用3DS MAX强大的建模功能和EON强大的交互设计功能来完成虚拟手术室漫游的设计。把手术室与虚拟现实技术想结合，为人们参观手术室提供了方便；为手术室设计中提供了实验平台；为以后新医师的培训提供了方便。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的系统结构图；
[0018]图2为碰撞检测流程。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
[0020]—种基于EON的手术室漫游系统,其组成包括:系统建模模块，模型简化模块和数据优化模块，虚拟漫游平台。
[0021]其特征是虚拟手术室系统是通过高精度的数学建模，对真实的手术室进行模拟，从而完成手术室的数据描述，具有闻仿真度、闻品质等特点。
[0022]其特征是虚拟手术室漫游系统核心内容是对真实手术室内各种模型实物进行数字化处理，从而完成数学模型的建立，模型建立过程中包含了对大量数据的处理，为了加快系统开发的进度和和提高显示效率，我们要对数据进行合理的管理组织和传递分配。
[0023]结合图1，图1为本发明的系统结构图。首先对手术室虚拟漫游系统建模，构建虚拟的手术场景，并对模型及场景进行简化和数据优化，其次是搭建手术室虚拟漫游平台。基于EON软件开发工具包和VC++环境，开发出手术室漫游的关键节点，实现漫游系统人机交互功能，包括基于包围盒理论的碰撞检测功能；基于关键点文件的路径漫游功能；基于矩阵变换理论的视点位置实时显示功能；借助Script节点实现了目标拾取功能。最后结合立体显示关键技术和虚拟外设，实现了桌面型交互式漫游和路径漫游，初步实现了手术室沉浸式漫游。
[0024]虚拟手术室系统是通过高精度的数学建模，对真实的手术室进行模拟，从而完成手术室的数据描述，具有高仿真度、高品质等特点。还能实现虚拟漫游和通过键盘、鼠标等外设的人机交互操作。利用3DS MAX根据真实手术室的数据信息(手术室形状、内部设备放置等)对虚拟手术室进行高精度数学建模，建造能够反映手术室真实情况的虚拟场景。并且利用3DS MAX对仪器设备精密建模，并且根据实际情况对模型特性进行限定。
[0025]结合图2，图2为碰撞检测流程。本文采用的是层次包围盒法进行碰撞检测。在对虚拟环境漫游的设计中我们采用了 EON中自带的凸面碰撞检测节点及凸面碰撞检测管理节点。当两个对象的包围盒之间的距离在我们所设定的碰撞检测范围之内时，那么这两个物体就会被认为是发生了碰撞。我们通过把碰撞检测节点的碰撞功能与其滑移属性相结合，就可以物体在运动过程中就不会与其他物体相碰撞了 ；也排除了物体与物体相互穿越的问题。这就会使整个漫游更具有真实感和沉浸感。举个例子来说，在整个虚拟系统中，将Collis1n Tolerance属性设为0.1，再设置碰撞检测节点中的滑移属性，那么当我们所拾取的物体与另一个物体之间的距离为0.1个单位以内时就发生碰撞，这里的滑移指的是我们所选择的物体与和它将要碰撞的物体之间的滑移，这样两物体之间就不会产生碰撞了，这条运动轨迹就是可用的了。通过这种方法的应用，我们既可以节省时间有可以保证漫游的实时性。至此，碰撞检测已完成。
【主权项】
1.一种基于EON的手术室漫游系统，其组成包括:系统建模模块，模型简化模块和数据优化模块，虚拟漫游平台。
2.根据权利要求1所述的一种基于EON的手术室漫游系统，其特征是虚拟手术室系统是通过高精度的数学建模，对真实的手术室进行模拟，从而完成手术室的数据描述，具有高仿真度、闻品质等特点。
3.根据权利要求1所述的一种基于EON的手术室漫游系统，其特征是虚拟手术室漫游系统核心内容是对真实手术室内各种模型实物进行数字化处理，从而完成数学模型的建立，模型建立过程中包含了对大量数据的处理，为了加快系统开发的进度和和提高显示效率，我们要对数据进行合理的管理组织和传递分配。
【专利摘要】一种基于EON的手术室漫游系统，其组成包括：系统建模模块，模型简化模块和数据优化模块，虚拟漫游平台。虚拟手术室系统是通过高精度的数学建模，对真实的手术室进行模拟，从而完成手术室的数据描述，具有高仿真度、高品质等特点。为以后新医师的培训提供了方便。首先对手术室虚拟漫游系统建模，构建虚拟的手术场景，并对模型及场景进行简化和数据优化，其次是搭建手术室虚拟漫游平台。基于EON软件开发工具包和VC++环境，开发出手术室漫游的关键节点，实现漫游系统人机交互功能，包括基于包围盒理论的碰撞检测功能；基于关键点文件的路径漫游功能；基于矩阵变换理论的视点位置实时显示功能；借助Script节点实现了目标拾取功能。最后结合立体显示关键技术和虚拟外设，实现了桌面型交互式漫游和路径漫游，初步实现了手术室沉浸式漫游。
【IPC分类】G06T17-00
【公开号】CN104680576
【申请号】CN201310626205
【发明人】张立新
【申请人】哈尔滨功成科技创业投资有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月29日