本發(fā)明涉及一種三維人體模型的生成系統(tǒng)及方法，特別是涉及一種基于經絡穴位的三維人體模型生成系統(tǒng)及其方法。

背景技術：

根據中醫(yī)學說，經絡是運行氣血、聯(lián)系臟腑和體表及全身各部的通道，是人體功能的調控系統(tǒng)。經絡學也是人體針灸和按摩的基礎，是中醫(yī)學的重要組成部分。經絡學說是祖國醫(yī)學基礎理論的核心之一，源于遠古，服務當今。在兩千多年的醫(yī)學長河中，一直為保障中華民族的健康發(fā)揮著重要的作用。

傳統(tǒng)醫(yī)學對經絡的說明與展示最早采用的是文字描述、圖形表現、和針灸銅人等三種方法。

目前對經絡的系統(tǒng)性的文字描述可追溯至《黃帝內經》，其中的《靈樞經》，也稱為《針經》，就是專門論述用微針治療經絡的著作。宋代開始用圖形手段和人體模型表現人體經絡。王惟一奉宋仁宗詔命，鑄造針灸銅人，并根據銅人，寫出《銅人腧穴針灸圖經》，又名《新鑄銅人腧穴針灸圖經》，簡稱《銅人經》或《銅人》。在1027年由宋醫(yī)官院木板刊行，并刻于四壁石碑上，同時補入《穴腧都數》一卷。針灸銅人是中國古代漢族醫(yī)學家發(fā)明的供針灸教學用的青銅澆鑄而成的人體經絡穴位模型。針灸銅人是傳統(tǒng)中醫(yī)學史上的稀世奇珍，對中國醫(yī)學的發(fā)展起到了舉足輕重的作用。自北宋天圣年以來，明清及現代均有制作，是經絡穴位教學不可缺少的教具。

隨著計算機普及以后，利用計算機技術進行中醫(yī)人體模型表現的努力日益廣泛。計算機制圖技術在表現經絡方面的應用越來越廣泛，平面制圖和立體制圖均被應用在中醫(yī)經絡穴位展示領域。

當前以紙媒為載體的經絡掛圖、插圖是采用計算機平面制圖技術生成的；電腦、智能終端設備、互聯(lián)網絡的平面經絡圖形也是采用計算機平面制圖技術生成的。它們都是由電腦技術人員按照傳統(tǒng)的平面展示技術，利用adobe photoshop，coreldraw，cad等輔助制圖軟件開發(fā)的電子圖形展示產品。

隨著計算機3d技術的發(fā)展，立體制圖技術開始應用于中醫(yī)經絡展示領域。采用ug，type3，3dmax等技術，或者將平面圖形轉換為半立體圖形，或者在對定的軟件環(huán)境中，如3dmax，繪制三維立體的人體圖形，并按照中醫(yī)穴位的說明，在其上標示具體的穴位和經絡走向。

然而，目前市場現行采用的技術只能通過一些2d圖片進行標注相關內容，或者在3d層面很片面的顯示出人體，造成有些組織器官無法得到清楚的顯示，使得用戶無法清楚的查看所要觀察的組織器官。

技術實現要素：

為克服上述現有技術存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種三維人體模型生成系統(tǒng)及其方法，使得用戶可以更加全面更加清晰的展示出人體的皮膚、肌肉、內臟、骨骼等各類組織器官。

為了解決上述技術問題本發(fā)明提供了一種三維人體模型生成系統(tǒng)，包括，三維人體數據獲取單元，獲取用于構建三維人體模型的至少包含皮膚、骨骼、肌肉的人體數據構成的數據信息并將所述數據信息送至三維人體模型處理單元；

三維人體模型處理單元，根據所獲得的所述數據信息，基于數字圖像三維構建技術，構建人體的三維仿真模型；

透明度獲取單元，用于獲取所述三維人體模型的人體數據的透明度信息，根據獲取的所述透明度信息確定所述人體數據的渲染級別；

三維人體模型生成單元，依據所述人體數據由高到低次序的渲染級別，根據所述人體數據的透明度信息渲染所述人體數據，生成具有層次性的三維人體仿真模型。

本發(fā)明將三維人體模型進行不同層次的顯示，可以更加全面更加清晰的展示出人體的皮膚、肌肉、內臟、骨骼等各類組織器官，并且可以對不同層次的部位進行透明度的設置，讓用戶更加清楚地查看所要觀察的組織器官。

較佳的，所述人體數據的透明度信息預存于系統(tǒng)中的默認設置或由用戶進 行自行設置。

較佳的，所述透明度信息高的人體數據的渲染級別高，所述透明度信息低的人體數據的渲染級別低。

較佳的，所述三維人體模型生成系統(tǒng)還包括透明度設置單元，用于設置所述人體數據的透明度信息。

較佳的，所述透明度設置單元包括：

皮膚透明度設置單元，用于設置皮膚透明度，獲取人體的皮膚組件，然后獲取相應材質，通過更改所述材質的相關屬性以及更改所述材質的顯示優(yōu)先級，以實現對所述皮膚組件透明度的設置；

骨骼透明度設置單元，用于設置骨骼透明度，獲取人體的骨骼組件，然后獲取相應材質，通過更改所述材質的相關屬性以及更改所述材質的顯示優(yōu)先級，以實現對所述骨骼組件透明度的設置；

肌肉透明度設置單元，用于設置肌肉透明度，獲取人體的肌肉組件，獲取相應材質，然后通過更改所述材質的相關屬性以及更改所述材質的顯示優(yōu)先級，以實現對所述肌肉組件透明度的設置。

較佳的，所述三維人體模型生成系統(tǒng)還包括：

穴位獲取單元，用于獲取用戶操作所述三維人體模型時選擇點擊的穴位；

更新顯示單元，根據預定所述穴位與人體數據的關系以及預定所述穴位對應的人體數據的透明度信息，進行三維人體模型更新顯示。

為了實現本發(fā)明的目的，本發(fā)明還提供了一種三維人體模型的生成方法，包括如下步驟：

步驟一，獲取用于構建三維人體模型的至少包括皮膚、骨骼、肌肉的人體數據構成的數據信息；

步驟二，根據所獲得的人體數據信息，基于數字圖像三維構建技術，構建人體的三維仿真模型；

步驟三，獲取所述人體數據的透明度信息，根據獲取的透明度信息確定所述人體數據的渲染級別；

步驟四，依據所述人體數據的渲染級別高低，根據所述人體數據的透明度信息渲染所述人體數據，生成具有層次性的三維人體仿真模型。

較佳的，于所述步驟三中，透明度信息高的所述人體數據的渲染級別高，透明度信息低的所述人體數據的渲染級別低。

較佳的，于步驟三之前，還包括如下步驟：

獲取人體的皮膚組件，然后獲取相應材質，通過更改所述材質的相關屬性以及更改所述材質的顯示優(yōu)先級，實現所述皮膚組件的透明度設置；獲取人體的骨骼組件，然后獲取相應材質，通過更改所述材質的相關屬性以及更改所述材質的顯示優(yōu)先級，實現所述骨骼組件的透明度設置；獲取人體的肌肉組件，獲取相應材質，然后通過更改所述材質的相關屬性以及更改所述材質的顯示優(yōu)先級，實現所述肌肉組件的透明度設置。

較佳的，所述方法還包括：

獲取用戶操作所述三維人體模型時選擇點擊的穴位；

根據預定所述穴位與所述人體數據的關系以及預定所述穴位對應的所述人體數據的透明度信息，將三維人體圖像進行更新顯示。

本發(fā)明的有益效果是通過提供一種三維人體模型生成系統(tǒng)和方法，并在所述生成系統(tǒng)中設置三維人體數據獲取單元、三維人體模型處理單元、透明度獲取單元、三維人體模型生成單元和透明度設置單元，實現對三維人體模型進行層次化顯示的目的，可以更加全面更加清晰的展示出人體的皮膚、肌肉、內臟、骨骼等各類組織器官，并且可以對不同層次的部位進行透明度的設置，讓用戶更加清楚地查看所要觀察的各類組織器官。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的所述三維人體模型生成系統(tǒng)的實施例1的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的所述三維人體模型生成系統(tǒng)的實施例2的結構示意圖

圖3為本發(fā)明的所述三維人體模型生成系統(tǒng)的實施例3的結構示意圖；

圖4為圖3所示實施例3的具有層次性的三維人體模型的示意圖；

圖5為本發(fā)明的所述三維人體模型生成方法的步驟流程示意圖。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例并結合附圖說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節(jié)亦可基于不同觀點與應用，在不背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾與變更。

實施例1

如圖1所示，本發(fā)明的所述三維人體模型生成系統(tǒng)包括三維人體數據獲取單元101、三維人體模型處理單元102、透明度獲取單元103以及三維人體模型生成單元104。

在本發(fā)明的某些實施方式中，所述三維人體數據獲取單元101，用于獲取人體的皮膚、肌肉、組織、器官、骨骼、穴位等數據構成建成的數據信息，并將其送至所述三維人體模型處理單元102，實際應用中，由開發(fā)人員將人體的所述皮膚、肌肉、組織、器官、骨骼、穴位等數據構成建成的數據信息錄入至所述三維人體數據獲取單元101中；所述三維人體模型處理單元102根據所獲得的人體數據信息，基于數字圖像三維構建技術，構建人體的三維仿真圖像，具體地，三維人體模型處理單元102基于數字圖像三維構建技術，根據獲取的所述皮膚、肌肉、骨骼數據，繪制三維虛擬人體的骨骼系統(tǒng)、肌肉系統(tǒng)以及皮膚系統(tǒng)的三維仿真圖像。所述骨骼系統(tǒng)的包括23種骨骼，所述23種骨骼包括脊椎、頭顱、上肢、下肢、肩骨、腰胯、腳趾、手指，所述脊椎包括椎骨，所述頭顱包括額骨、枕骨、頂骨，所述上肢包括肱骨、尺骨、橈骨，所述下肢包括股骨、髕骨、脛骨、腓骨，所述肩骨包括鎖骨、肩胛骨、肋骨、胸骨，所述腰胯包括髖骨、骶骨，所述腳趾包括跖骨、趾骨，所述手指包括腕骨、掌骨、指骨；所述肌肉系統(tǒng)包括14種頭部前后肌肉、9種胸背部肌肉、5種腹腚部肌肉、18種上肢肌肉、19種下肢肌肉；所述皮膚系統(tǒng)可看作一個整體，于構建完三維人體模型后，三維人體模型生成單元利用所述三維人體模型，構建三維經絡、穴位模型，將穴位與經絡立體展現在三維人體模型的骨骼、肌肉、血管、神經、淋巴及臟器的相關位置。

在本發(fā)明的某些實施方式中，所述透明度獲取單元103，用于獲取所述人體數據的透明度信息，根據獲取的透明度信息確定所述人體數據的渲染級別。在本發(fā)明中，所述人體數據包括皮膚，骨骼，肌肉等。所述人體數據的透明度信息預存于系統(tǒng)中的默認設置或由用戶進行自行設置。透明度信息高的所述人體數據其渲染級別高，透明度信息低的所述人體數據其渲染級別低，其中，所述皮膚的透明度信息最高，其渲染級別也最高，其次為骨骼、肌肉、器官。

在本發(fā)明的某些實施方式中，三維人體模型生成單元104，依據所述人體數據的渲染級別由高到低，依次根據所述人體數據的透明度信息渲染所述人體數據，生成具有層次性的三維人體仿真圖像。具體的說，所述渲染級別由高到低是先對透明度信息最高的人體數據進行渲染，出現半透明狀態(tài)后，再對透明度信息最低的人體數據進行渲染。在所述三維人體模型中，所述不同的人體數據具備不同的材質屬性。所述渲染是在界面著色器中通過更改所述人體數據的材質屬性進行透明化顯示，并以此獲得具有層次性的三維人體模型。

實施例2

參閱圖2，本實施例所述的三維人體模型生成系統(tǒng)與所述實施例1的區(qū)別在于本實施例所述的透明度設置單元205還包括皮膚透明度設置單元2051、骨骼透明度設置單元2052以及肌肉透明度設置單元2053，所述皮膚透明度設置單元2051用于設置皮膚透明度，其通過獲取人體的皮膚組件，然后獲取相應材質，通過更改所述材質的相關屬性以及更改所述材質的顯示優(yōu)先級，達到所述皮膚組件的透明度設置；所述骨骼透明度設置單元2052，用于設置骨骼透明度，其通過獲取人體的骨骼組件，然后獲取相應材質，通過更改所述材質的相關屬性以及更改所述材質的顯示優(yōu)先級，達到所述骨骼組件的透明度設置；所述肌肉透明度設置單元2053，用于設置肌肉透明度，其通過獲取人體的肌肉組件，獲取相應材質，然后通過更改所述材質的相關屬性以及更改所述材質的顯示優(yōu)先級，達到所述肌肉組件的透明度設置。

其中，本實施例中的所述三維人體數據獲取單元201、所述三維人體模型處理單元202、所述透明度獲取單元203以及所述三維人體模型生成單元204 的功能與實施例1中的所述三維人體數據獲取單元101、所述三維人體模型處理單元102、所述透明度獲取單元103以及所述三維人體模型生成單元104的功能相同，在此不再贅述。

實施例3

參閱圖3，本實施例所述的三維人體模型生成系統(tǒng)與實施例2的區(qū)別在于本實施例所述的透明度設置單元305還包括穴位獲取單元306以及更新顯示單元307，其中，穴位獲取單元306用于獲取用戶選擇的穴位，更新顯示單元307，根據預定的穴位與皮膚、骨骼及肌肉的關系以及預先確定的所述穴位對應的所述人體數據的透明度信息，將所述穴位與三維人體圖像更新顯示，進而使得用戶可更加自由的、清楚地查看到所要觀察的穴位。

本實施例中，所述更新顯示單元307是通過兩種方式實現的。一是預先在數據結構中定義各穴位與所述人體數據的關系，所述人體數據包括皮膚、骨骼的關系，并預先設定所述穴位對應所述人體數據的透明度信息；二是預先將所有穴位進行分類，預先定義各類穴位與所述人體數據，同時，預先設定各類穴位對和應所述人體數據的透明度信息。

如圖4所示，用戶可以很清楚的看見三維人體模型中的皮膚、骨骼、肌肉和穴位，其中如圖4所示的穴位有右云門41和左云門42。

其中，本實施例中的所述三維人體數據獲取單元301、所述三維人體模型處理單元302、所述透明度獲取單元303以及所述三維人體模型生成單元304、所述透明度設置單元305、所述皮膚透明度設置單元3051、所述骨骼透明度設置單元3052以及所述肌肉透明度設置單元3053的功能與實施例2中的所述三維人體數據獲取單元201、所述三維人體模型處理單元202、所述透明度獲取單元203以及所述三維人體模型生成單元204、所述透明度設置單元205、所述皮膚透明度設置單元2051、所述骨骼透明度設置單元2052以及所述肌肉透明度設置單元2053的功能相同，在此不再贅述。

本發(fā)明的所述三維人體模型生成方法的步驟流程示意圖。所述方法包括獲取人體數據信息的步驟501，構建人體的三維仿真模型的步驟502，獲取所述人 體數據的透明度信息的步驟503，生成具有層次性的三維人體仿真模型的步驟504，實現人體數據透明度設置的步驟505，獲取用戶操作所述三維人體模型時選擇點擊的穴位的步驟506；將三維人體圖像進行更新顯示的步驟507。

在所述步驟501中，獲取用于構建三維人體模型的至少包括皮膚、骨骼、肌肉的人體數據構成的數據信息。在本發(fā)明的某些實施方式中，用于構建三維人體模型的人體數據包括皮膚、肌肉、組織、器官、骨骼、穴位等，實際應用中，由開發(fā)人員將人體的皮膚、肌肉、組織、器官、骨骼、穴位等數據構成建成的數字信息錄入至系統(tǒng)中。

在所述步驟502中，根據所獲得的人體數據信息，基于數字圖像三維構建技術，構建人體的三維仿真模型。具體地，本步驟基于數字圖像三維構建技術，根據獲取的皮膚、肌肉、骨骼等數據，繪制三維虛擬人體的骨骼系統(tǒng)、肌肉系統(tǒng)以及皮膚系統(tǒng)的三維仿真圖像，進一步的，于構建好三維人體模型后，本步驟還利用所述三維人體模型，構建三維經絡、穴位模型，將穴位與經絡立體展現在三維人體模型的骨骼、肌肉、血管、神經、淋巴及臟器的相關位置。

在所述步驟503中，獲取所述人體數據的透明度信息，根據獲取的透明度信息確定所述人體數據的渲染級別。所述人體數據指的是皮膚，骨骼，肌肉、器官等，所述人體數據的透明度信息預存于系統(tǒng)中的默認設置或由用戶進行自行設置，一般來說，透明度信息高的組件其渲染級別高，透明度信息低的組件其渲染級別低，在本發(fā)明較佳實施例中，設置皮膚的透明度信息最高，其渲染級別也最高，其次為骨骼、肌肉、器官。

在所述步驟504中，依據所述人體數據的渲染級別高低，根據所述人體數據的透明度信息渲染所述人體數據，生成具有層次性的三維人體仿真模型。具體的說，所述渲染級別由高到低是先對透明度信息最高的人體數據進行渲染，出現半透明狀態(tài)后，再對透明度信息最低的人體數據進行渲染。在所述三維人體模型中，所述不同的人體數據具備不同的材質屬性。所述渲染是在界面著色器中通過更改所述人體數據的材質屬性進行透明化顯示，并以此獲得具有層次性的三維人體模型。

當所述透明度設置是由用戶進行設置時，于步驟503之前，所述方法還包括所述步驟505，在所述步驟505中，用戶獲取人體的皮膚組件，然后獲取相應材質，通過更改所述材質的相關屬性以及更改所述材質的顯示優(yōu)先級，實現所述皮膚組件的透明度設置；獲取人體的骨骼組件，然后獲取相應材質，通過更改所述材質的相關屬性以及更改所述材質的顯示優(yōu)先級，實現所述骨骼組件的透明度設置；獲取人體的肌肉組件，獲取相應材質，然后通過更改所述材質的相關屬性以及更改所述材質的顯示優(yōu)先級，實現所述肌肉組件的透明度設置。

本發(fā)明之三維人體模型生成方法，還包括步驟506和步驟507。

在所述步驟506中，獲取用戶操作所述三維人體模型時選擇點擊的穴位；

在所述步驟507中，根據預定所述穴位與所述人體數據的關系以及預定所述穴位對應的所述人體數據的透明度信息，將三維人體圖像進行更新顯示。進而使得用戶可更加自由的、清楚地查看到所要觀察的所述皮膚、肌肉、骨骼、穴位和經絡等。

綜上所述，本發(fā)明一種三維人體模型生成系統(tǒng)及其顯示方法，通過獲取人體模型的所述人體數據的透明度，根據透明度獲得所述人體數據的渲染級別，依據渲染級別的高低依次對所述人體數據進行渲染，實現了對三維人體模型進行層次化顯示的目的，本發(fā)明可以更加全面更加清晰的展示出人體的皮膚、肌肉、內臟、骨骼等各類組織器官，并且可以對不同層次的部位進行透明度的設置，讓用戶更加清楚地查看所要觀察的內容。

應當理解，雖然本說明書按照實施例加以描述，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施例。上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施例或變更均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。