基于VTK的虛擬手可視化模型的初步研究.pdf

1、隨著1989年美國提出可視人計劃以來，虛擬人的概念引起了全球的關注，“虛擬人”是指把人體形態(tài)學、物理學和生物學等信息，通過大型計算機處理而實現(xiàn)的數(shù)字化虛擬人體，是可代替真實人體進行實驗研究的技術平臺。虛擬手的研究是虛擬人研究中的一個重要部分，“虛擬手”是將人手的物理和運動生物學過程用數(shù)學方法進行精確描述，并建立相應的、等效意義上的數(shù)字化手部模型。虛擬手建模的研究在醫(yī)學臨床應用、生理學研究、仿生機械手研究、康復治療、聾啞教育等領域有著重要

2、的意義。
　　 本課題利用中國數(shù)字化可視人體數(shù)據(jù)集，以解剖本體為基準進行圖像分割，獲取手的皮膚、骨骼等組織結(jié)構的數(shù)據(jù)；利用Visual Studio2005和VTK(Visualization Toolkit)可視化工具包作為開發(fā)平臺，設計了虛擬手系統(tǒng)軟件，視覺效果和運行效率較好，可滿足臨床上的觀察需求。其對主要功能的算法進行了封裝，實現(xiàn)了任意路徑下的BMP圖像序列讀取功能，采用多平面重建算法實現(xiàn)了多模式的任意切面顯示，采用面繪

3、制和體繪制的不同算法分別繪制虛擬手的三維可視化解剖模型，包括手部皮膚、橈骨、尺骨、腕骨(包括周骨、月骨、三角骨、豌豆骨、大多角骨、小多角骨、頭狀骨、鉤骨)、第Ⅰ～Ⅴ掌骨、第Ⅰ～Ⅴ指骨第(包括近節(jié)指骨、中節(jié)指骨、遠節(jié)指骨)，可以任意角度和比例大小對它們進行交互式觀察，清楚地顯示了它們在的空間上的位置關系，并通過實時的鼠標交互實現(xiàn)坐標值的獲取、距離測量、角度測量等三維測量功能，以用于人手運動機能檢測和手勢分析等研究；另外，軟件系統(tǒng)功能的實現(xiàn)