一種幾何與生物力學混合的手部肌肉變形模擬方法
【專利摘要】一種幾何與生物力學混合的手部肌肉變形模擬方法，其特征在于它的變形方法如下：(一)采用三維立體攝像機拍攝得到人手模型，然后通過計算機將圖形傳輸?shù)诫娔X內(nèi)；(二)通過計算機分析步驟(一)傳輸?shù)诫娔X的圖形，根據(jù)人手骨骼圖形分析傳輸?shù)诫娔X圖形的代理骨骼；(三)通過圖形界面選取幾何控制點，記錄下幾何控制點坐標，采用標準的CCA算法，離線對幾何控制點和步驟(二)中得到的代理骨骼旋轉(zhuǎn)變換和平移變換的矩陣進行最大相關(guān)性分析；(四)通過圖形界面選取幾何控制點，記錄下幾何控制點坐標；它采用三維立體攝像機能快速取得手部的圖像，通過三維立體打印機制作出模型，方便看出變形，節(jié)省時間和原材料。
【專利說明】—種幾何與生物力學混合的手部肌肉變形模擬方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及幾何與生物力學【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種幾何與生物力學混合的手部肌肉變形模擬方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
人體表面是皮膚，皮膚下面有肌肉和骨骼，人手作為人體的重要器官之一，其內(nèi)部組織遠遠不止皮膚和骨骼，當手運動時，肌腱和肌肉對應(yīng)地運動在皮膚表層下同時帶動影響表層皮膚形成一定的視覺效果，而這些效果是跟其具體的運動方式及內(nèi)部所受的各種力的綜合相互關(guān)聯(lián)的。
[0003]一些生物力學模擬方法，無論是線性力或者固體力學模型都不能很好的適用于人手的模擬，因為人手的運動相對比較靈活，其多種約束條件增加了模擬人手中的肌肉肌腱運動難度；而且研究時間長，浪費原材料。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種幾何與生物力學混合的手部肌肉變形模擬方法，它采用三維立體攝像機能快速取得手部的圖像，通過三維立體打印機制作出模型，方便看出變形，節(jié)省時間和原材料。
[0005]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案:它的變形方法如下:
(一)、采用三維立體攝像機拍攝得到人手模型，然后通過計算機將圖形傳輸?shù)诫娔X內(nèi)；
(二)、通過計算機分析步驟(一)傳輸?shù)诫娔X的圖形，根據(jù)人手骨骼圖形分析傳輸?shù)诫娔X圖形的代理骨骼；
(三)、通過圖形界面選取幾何控制點，記錄下幾何控制點坐標，采用標準的CCA算法，離線對幾何控制點和步驟(二)中得到的代理骨骼旋轉(zhuǎn)變換和平移變換的矩陣進行最大相關(guān)性分析；
(四)、將新的幾何控制點存儲為線性向量形式，并利用步驟(三)中最大相關(guān)性矩陣，只需要進行最大相關(guān)性矩陣與新的幾何控制點存儲為線性向量乘法即可得到代理骨骼新的變換，并采用標準的SSD算法計算三角網(wǎng)格模型頂點變形后的坐標；
(五)、參考人手內(nèi)部的生物構(gòu)造設(shè)置初始肌腱排列，然后對步驟(四)中的模型進行分析；
(六)、用三次B樣條作為肌肉肌腱的抽象數(shù)學模型，預(yù)處理階段計算出所有樣條的所有控制點的質(zhì)量，每一幀分別計算樣條控制點的重力，主動力，被動力以及阻尼力，然后計算以上四種力的合力；
(七)、根據(jù)計算出的樣條通過計算機設(shè)計出圖形，然后通過三維立體打印機將立體圖形打印出模型，通過模型可以看出肌肉變形。
[0006]本發(fā)明具有如下有益效果:采用三維立體攝像機能快速取得手部的圖像，通過三維立體打印機制作出模型，方便看出變形，節(jié)省時間和原材料。
[0007]【具體實施方式】:
本【具體實施方式】采用如下有益效果:它的變形方法如下:
(一)、采用三維立體攝像機拍攝得到人手模型，然后通過計算機將圖形傳輸?shù)诫娔X內(nèi)；
(二)、通過計算機分析步驟(一)傳輸?shù)诫娔X的圖形，根據(jù)人手骨骼圖形分析傳輸?shù)诫娔X圖形的代理骨骼；
(三)、通過圖形界面選取幾何控制點，記錄下幾何控制點坐標，采用標準的CCA算法，離線對幾何控制點和步驟(二)中得到的代理骨骼旋轉(zhuǎn)變換和平移變換的矩陣進行最大相關(guān)性分析；
(四)、將新的幾何控制點存儲為線性向量形式，并利用步驟(三)中最大相關(guān)性矩陣，只需要進行最大相關(guān)性矩陣與新的幾何控制點存儲為線性向量乘法即可得到代理骨骼新的變換，并采用標準的SSD算法計算三角網(wǎng)格模型頂點變形后的坐標；
(五)、參考人手內(nèi)部的生物構(gòu)造設(shè)置初始肌腱排列，然后對步驟(四)中的模型進行分析；
(六)、用三次B樣條作為肌肉肌腱的抽象數(shù)學模型，預(yù)處理階段計算出所有樣條的所有控制點的質(zhì)量，每一幀分別計算樣條控制點的重力，主動力，被動力以及阻尼力，然后計算以上四種力的合力；
(七)、根據(jù)計算出的樣條通過計算機設(shè)計出圖形，然后通過三維立體打印機將立體圖形打印出模型，通過模型可以看出肌肉變形。
[0008]本【具體實施方式】具有如下有益效果:采用三維立體攝像機能快速取得手部的圖像，通過三維立體打印機制作出模型，方便看出變形，節(jié)省時間和原材料。
[0009]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種幾何與生物力學混合的手部肌肉變形模擬方法，其特征在于它的變形方法如下: (一)、采用三維立體攝像機拍攝得到人手模型，然后通過計算機將圖形傳輸?shù)诫娔X內(nèi)； (二)、通過計算機分析步驟(一)傳輸?shù)诫娔X的圖形，根據(jù)人手骨骼圖形分析傳輸?shù)诫娔X圖形的代理骨骼； (三)、通過圖形界面選取幾何控制點，記錄下幾何控制點坐標，采用標準的CCA算法，離線對幾何控制點和步驟(二)中得到的代理骨骼旋轉(zhuǎn)變換和平移變換的矩陣進行最大相關(guān)性分析； (四)、將新的幾何控制點存儲為線性向量形式，并利用步驟(三)中最大相關(guān)性矩陣，只需要進行最大相關(guān)性矩陣與新的幾何控制點存儲為線性向量乘法即可得到代理骨骼新的變換，并采用標準的SSD算法計算三角網(wǎng)格模型頂點變形后的坐標； (五)、參考人手內(nèi)部的生物構(gòu)造設(shè)置初始肌腱排列，然后對步驟(四)中的模型進行分析； (六)、用三次B樣條作為肌肉肌腱的抽象數(shù)學模型，預(yù)處理階段計算出所有樣條的所有控制點的質(zhì)量，每一幀分別計算樣條控制點的重力，主動力，被動力以及阻尼力，然后計算以上四種力的合力； (七)、根據(jù)計算出的樣條通過計算機設(shè)計出圖形，然后通過三維立體打印機將立體圖形打印出模型，通過模型可以看出肌肉變形。
【文檔編號】G06T17/00GK104463946SQ201310601983
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】陳擁權(quán), 張羽, 李梁 申請人:安徽寰智信息科技股份有限公司