国家高技术研究发展计划(2007AA01Z313)
- 作品数：15 被引量：48H指数：5
- 相关作者：熊岳山谭珂郭光友潘新华徐兴华更多>>
- 相关机构：国防科学技术大学中国人民解放军总医院中国人民解放军海军工程大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金北京市自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术理学医药卫生自然科学总论更多>>
- 一种新的基于方向导数的二维自适应网格生成算法被引量：5
- 2007年
- 结合形变原理及网格迭代思想,利用方向导数计算控制函数,提出一种新的二维空间自适应网格生成算法。数值实验表明,该算法能较好地适应解函数的空间剧烈变化。与其他自适应算法比较,其主要优点是该算法逻辑简单,避免了解网格偏微分方程,节约了网格计算时间。
- 王礼广蔡放熊岳山
- 关键词：自适应网格移动网格有限元方法
- 改进的布尔方法及其在虚拟ACL手术中的应用被引量：1
- 2009年
- 为了实现在虚拟ACL手术中对骨骼模型进行钻孔操作的动态模拟,提出了一种针对面网格模型的改进布尔操作方法.首先对与切割曲面相交的三角形进行细分,并移动切割曲面附近的网格顶点使其位于曲面上,实现模型表面上的布尔操作;然后对切割曲面附近的模型表面进行平滑处理,以消除在顶点移动操作中带来的模型表面锯齿状现象;最后采用前沿推进方法生成模型的内壁网格,并利用基于时间的钻孔深度控制函数实现对钻孔操作过程的动态模拟.该方法消除了近似布尔方法中的"T"型点问题,能够保持模型表面平滑效果和切割边缘尖锐特征,实现了对布尔操作的动态模拟,满足实时性的要求.该方法适用于实时系统中针对面网格模型的动态、交互式布尔操作模拟.
- 刘冬熊岳山谭珂郭光友
- 膝关节镜手术仿真训练系统设计被引量：6
- 2009年
- 利用虚拟现实技术建立的手术仿真训练系统,可以大大减少内窥镜等疑难手术的培训时间并节约昂贵的动物实验费用。为满足膝关节镜手术训练的需要,针对虚拟手术仿真的技术特点,提出了关于虚拟现实技术的膝关节镜手术仿真训练系统的设计,主要对系统体系结构、软件结构、功能模块和系统界面的设计和技术实现进行了研究,最终实现了一个支持双手操作的手术仿真训练系统。实践证明,系统能逼真地模拟手术的流程,取得了良好的训练效果。
- 谭珂郭光友潘新华熊岳山
- 关键词：虚拟现实膝关节镜手术手术仿真系统设计
- 虚拟前交叉韧带重建手术中的触觉计算技术
- 2013年
- 虚拟手术训练仿真系统在医学教育训练中有着重要意义.膝关节损伤是运动伤的常见病,前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)重建手术是膝关节镜手术难度较大的术式之一.重点介绍软件实现虚拟ACL重建手术中的关键触觉技术,提出了钻孔模型表面模拟和钻孔骨道内壁模拟两个算法,实验效果表明了算法的有效性.
- 熊岳山刘冬谭珂潘新华
- 关键词：膝关节
- 复杂平面区域的三角网格生成算法被引量：6
- 2008年
- 为生成复杂平面区域的有限元网格,提出了基于网格细化的三角网格生成算法。该算法首先采用耳尖移除法对区域边界做三角划分,得到粗略的初始网格。提出Delaunay优化平分方法,根据网格密度细化初始网格,该网格细化方法结合最长边平分技术与Delaunay边交换技术,可有效提高内点生成与单元细分的质量。实验表明,基于Delaunay优化平分的三角网格生成算法可对任意平面域进行网格剖分,生成符合有限元计算要求的高质量三角网格。
- 陈欣熊岳山
- 关键词：三角网格网格生成网格细化
- 虚拟膝关节镜手术中保持单元质量的体网格形变方法
- 2009年
- 在虚拟膝关节手术中,需要对膝关节进行大范围形变的实时模拟。本文针对四面体网格的膝关节模型,提出了采用LSD度量建立形变能量,然后将带约束的最优化问题转化为不带约束的最优化问题,最后通过带Armijo线性查找的非精确牛顿法求解最优化问题。在求解过程中,通过预估未知点的位置,减少迭代步数,提高了算法的效率。这种方法具有较好的保体积性,同时保证形变后的四面体网格不出现体元翻转和退化。该方法也能推广应用于其它类似的关节弯曲运动的变形中。
- 崇金山熊岳山谭珂郭光友
- 基于混合数据结构的实时GPU光线跟踪算法被引量：2
- 2010年
- 研究真实感图像的问题,光线跟踪算法是生成真实感图形的主要算法之一。为了解决光线跟踪算法计算量大、效率低下、对动态场景处理能力不足的问题,采用图形处理器(graphics processing unit,GPU)统一编程架构,提出了一种新的基于计算统一设备架构(Compute Unified Device Architecture,CUDA)编程模型的结合层次包围体(Bounding Volume Hierarchies,BVH)和kd-tree的光线跟踪方法,首先对场景进行启发式的层次包围体分割,随后在每一个层次包围体上做启发式的k维二叉树(k-dimensional tree,kd-tree)剖分,这样就形成了一种新的空间划分,有利于建立高效的空间数据结构,提高光线与场景物体的求交速度。新设计的算法易于扩展到动态场景的光线跟踪,而且具有更快的渲染速度,有利于在应用系统中集成和扩展。实验结果验证了算法的有效性。
- 谢智歌熊岳山陈长波王彦臻
- 关键词：光线跟踪二叉树图形处理器
- 虚拟膝关节手术中基于骨架的实时形变方法
- 2008年
- 针对带有骨架的3D模型的大范围形变问题,提出一种改进的梯度域方法,通过在容易引起体积失真的部位(如关节)加入虚拟节点构建体图,采用体微分坐标实现保持体积的形变。通过修改能量函数中的权值,实现表面材料相关的形变。实验表明,该方法能够满足虚拟膝关节手术的实时性和真实感要求。
- 尚洁熊岳山徐兴华康勇
- 基于分形的烟花等真实场景图像建模与变形方法研究被引量：1
- 2013年
- 分形是多数图形图像系统的重要组成部分,主要应用于图像的建模与绘制,然而已有的单一IFS模型无法对复杂场景图像建模。针对具有局部自相似特征的场景图像,提出了纹理与IFS结合的TIFS模型对其建模,其中IFS描述场景的外形结构,纹理表示场景中的细节。从真实图像中提取TIFS,并进行TIFS变形,可以实现图像的变形,又由于分形变形具有吸引子大小、变形方向和移动位置可控的特点,基于真实图像的TIFS变形具有连续的、真实感的效果。
- 庄一新熊岳山谭珂潘新华
- 关键词：分形
- 图像形变中基于MLS的光滑纹理映射技术被引量：1
- 2009年
- 提出了一种基于移动最小二乘的二次拟合多项式纹理映射模型。该模型主要应用于使用控制网格的图像形变技术。图像中的物体被嵌入一个控制网格,并且对控制网格进行形变操作。在控制网格上应用纹理映射,以绘制形变后的物体。在纹理映射时通过将控制网格顶点在形变前后的位移向量作为拟合函数值,采用移动最小二乘方法进行拟合得到映射所使用的二次函数。该方法能够明显改善图像形变后的光滑性,实现逼真、自然的图像形变。
- 王彦臻彭鸽熊岳山
- 关键词：纹理映射二次多项式移动最小二乘
