3D Vector Reconstruction of the Neck Skeleton from the Anatomical Sections of Korean Visible Human at the Anatomical Laboratory of Paris Descartes

Aim: To perform a vector 3D reconstruction of the neck skeleton from the anatomical sections of the “Korean Visible Human” for educational purposes. Material and Methods: The anatomical subject was a 33-year-old Korean male who died of leukemia. It measured 164 cm and weighed 55 kgs. The anatomical cuts were made in 2010 after an MRI and a CT scan. A special saw (cryomacrotome) made it possible to make cuts on the frozen body of 0.2 mm thick or 5960 slices. Sections numbered 1500 to 2000 (500 neck sections) were used for this study. Manual contouring segmentation of each anatomical element of the anterior neck area was done using Winsurf software version 3.5 on a PC. Results: Our vector 3D neck model includes the following: cervical vertebrae, hyoid bone, sternum manubrium and clavicles. This vector model has been integrated into the virtual dissection table Diva3d, a new educational tool used by universities and medical schools to learn anatomy. This model was also put online on the Sketchfab website and printed in 3D using an ENDER 3 printer. Conclusion: This original work is a remarkable educational tool for the study of the skeleton of the neck and can also serve as a 3D atlas for simulation purposes for training therapeutic gestures.

3D Vector Reconstruction of the Muscles of the Ventral Region of the Neck from Anatomical Sections of Korean Visible Human at the Paris Descartes Anatomy Laboratory

Objective: To carry out a 3D vector reconstruction of the muscles of the ventral region of the neck from anatomical sections of the “Korean Visible Human” for educational purposes. Materials and Methods: The anatomical subject was a 33-year-old Korean man who died of leukemia. He was 164 cm tall and weighed 55 kgs. The anatomical sections were made in 2010 after an MRI and a CT scan. A special saw (cryomacrotome) made it possible to make cuts 0.2 mm thick on the frozen body, i.e. 5960 cuts. Sections numbered 1500 to 2000 (or 500 cuts covering the neck) were used for our study. A segmentation by manual contouring of each anatomical element of the anterior neck region was done using Winsurf version 3.5 software on a laptop PC running Windows 7 equipped with an 8 gigabyte RAM. Results: We modeled the sternocleidomastoid muscles, the supra-hyoid muscles, the infra-hyoid muscles and the muscle structures of the anterior neck region, the aero-digestive axis of the anterior neck region and the vasculo-nervous axis of the neck. This model is easily manipulated using the Acrobat 3Dpdf interface. Each item accessible in a menu can be displayed, hidden or made transparent, and 3D labels are available as well as educational menus for learning anatomy. This vector model has been integrated into the Diva3d virtual dissection table, a new educational tool used by universities and medical schools to learn anatomy. This model was also uploaded to the Sketchfab? website and 3D printed using an ENDER? pro 3 printer. Conclusion: This original work constitutes a remarkable educational tool for the anatomical study of the anterior neck region and can also be used as a 3D atlas for simulation purposes for training in therapeutic gestures.

基于Unity3D的虚拟汽车试验场漫游系统

虚拟汽车测试试验场是智能汽车虚拟测试的基础,它的研究和创建对智能汽车虚拟仿真测试具有重要意义。文中以长安大学渭水校区汽车测试试验场的数字化虚拟漫游的研究为主要内容,利用3Dmax建模软件和游戏引擎工具Unity3D,开发出了一套虚拟汽车试验场漫游系统仿真软件。该系统采用多场景建模方法,构建虚拟汽车测试试验场的三维场景,如模拟汽车测试试验场的高速环道、坡道、弯道、龙门架、交叉口、S弯等真实场景,并结合驾驶模拟器以第一人称视觉进行虚拟汽车试验场的漫游,驾驶员可直接控制虚拟场景里的车辆行驶,增强人机交互的体验。通过漫游效果可知,该系统为智能汽车的虚拟仿真测试提供了高逼真度的真实测试环境,简化了室外汽车道路测试的步骤,大大地节约了测试成本,对智能汽车性能的测试提供了一种新的测试途径。

基于Web3D的博物馆服饰虚拟展示关键技术研究进展

系统总结了基于Web3D的博物馆服饰虚拟展示所涉及的关键技术,即三维服装建模、三维人体建模、碰撞检测以及Web3D虚拟引擎技术;在对国内外研究工作的基础上进行总结和分析,阐述了各项技术的研究现状及特点,指出制约馆藏服饰虚拟展示的技术瓶颈,并展望各关键技术在促进博物馆服饰虚拟展示方面的发展方向。

针织羽毛球裙3D虚拟造型与舒适性研究

针织羽毛球裙的服装压力会对运动员心理和生理产生影响,实际运动姿态下这种服装压力测试比较困难。文中以服装CAD和CLO 3D软件为工具,建立3D虚拟运动姿态下的针织羽毛球裙模型,并根据开衩量的变化,对针织羽毛球裙虚拟压力进行记录和分析,得出开衩量影响针织羽毛球裙虚拟压力的基本规律。该研究为改善针织羽毛球裙的造型性、运动功能性及压力舒适性提供了理论参考。

3D服装CAD软件的研究与对比

对现有的发展比较成熟的3个服装CAD软件中的3D模块(V-Stitch,3D Fit,3D Runaway)进行调研。服装3D模块主要包括人体测量技术,织物仿真,三维人体建模,虚拟缝合等,基于此,对3个软件在这些方面的相同点和不同点进行分析。并对3D服装CAD软件虚拟缝合后的仿真效果进行对比,从而了解服装CAD软件的发展水平,为企业选择产品提供参考。

基于Unity3d的变电站虚拟仿真培训系统构建

针对目前电力培训难以满足受训人员在变电站现场实际操作与设备学习,且系统功能单一,受训人员体验度不高,培训效率低下等问题,构建了一套基于Unity3d的变电站虚拟仿真培训系统.通过3D建模、场景搭建、脚本逻辑设计、功能模块开发等实现了在虚拟变电站漫游巡视、设备学习、故障重现、模拟演练、答题考核等培训功能.测试结果表明,该系统具有良好的沉浸感和交互性,可降低培训成本,实际应用效果良好.

3D服装CAD关键技术研究综述

随着3D设计技术的发展,3D GCAD也成为热点,但3D GCAD仍存在诸多难点。3D服装CAD系统是建立在3D人体模型上的尺寸信息提取、服装设计、虚拟试衣、动画模拟及基于互联网的定制、销售和展示等技术的集成。根据对其特征以及技术实现的总结,分析得出3D人体测量技术、3D服装人体建模技术、虚拟服装展示和3D服装展成2D衣片是3D服装CAD关键技术研究的热点,通过比较每种技术总结了3D服装CAD技术的发展趋势。

3D人体建模技术探讨

针对手机端虚拟试衣镜APP的3D人体建模需求,文章借鉴目前常见的建模方式,从中选择合适的3D建模技术来构建适合于虚拟试衣镜APP的人体模型。通过对建模方法进行表格分析得出,应选择几何建模与物理建模相结合的方式构建人体模型,以达到人体模型和服装造型统一的效果。

基于VR一体机的古生物三维虚拟复原软件系统设计

古生物化石复原对于古生物、古地理、古气候等研究具有重大意义,但存在模型复原制作难度大、工艺成本高等问题。本文基于VR一体机硬件平台,利用虚拟现实技术开发了古生物三维虚拟复原软件系统。通过建模软件3DMax联合ZBrush精雕复原实物模型,基于三维引擎Unity3D与SteamVR协同开发了还原度高的三维空间程序,打造了交互物体展示和场景漫游控制相结合的“沉浸式”拟真三维操作环境。经HTCVIVE VR一体机对软件系统测试结果显示,软件运行流畅,具有很强的通用性,模型导入方便,交互功能便于二次开发扩展。

人体腹腔器官的三维重建与形变切割仿真

通过将传统面模型转换为体模型的方法,实现了包含肝脏、胃、结肠和胆囊等多个器官的人体腹腔结构的形变、切割与碰撞仿真。首先,以生理学腹腔解剖结构为依据对腹腔内各器官进行三维模型重建;然后,根据腹腔内各器官的生理位置和悬挂方式确定三维模型之间的相对位置,并设置合理的边界约束条件,将三维模型转换为基于体素的体模型;最后对体模型赋予生物力学性质并进行仿真。实验结果表明,该方法能够在保证仿真帧数较稳定的同时产生真实合理的形变、切割和碰撞仿真效果,并且在包含多个器官的情况下依然可以满足视觉实时性要求。

人机界面虚拟设计中三维人体模型的构造

依据《GB10 0 0 0— 88中国成年人人体尺寸》设计了一种用于人机界面虚拟设计的三维人体模型构造方法。采用 Open GL三维图形程序设计方法进行三维人体模型设计与显示 ,该人体模型可利用关节的旋转来定义人体各种任意的运动状态 ,并可保存成三维人体动作的动画文件 ,从而可以在人机界面虚拟设计中快速直观地比较各种人机界面设计的优劣。

面向大规模定制的服装三维网络展示技术

在目前的服装网络销售平台中,企业只能通过图片和文字的说明来呈现服装属性,服装网络展示技术尚存在着许多缺陷和不足。以服装的大规模定制为目标,通过CINEMA 4D虚拟人体关键部位的尺寸约束与调节来创建符合特定尺寸需要的人体模型;通过Marvelous Designer 5.5探索服装纸样与虚拟试衣效果之间相互转换的途径;通过服装面料属性的渲染及表现使服装展示的效果更接近现实;并将虚拟展示运用于互联网浏览器,使用户可以远程实时查看服装的穿着效果。实现了基于互联网浏览器的实时展示,为面向大规模定制的网络服装展示创造了技术基础和条件。

解剖学“虚拟标志肌学习软件”的设计与开发

针对医学院校教学用人体标本匮乏的现状,提出运用虚拟现实技术辅助解剖学教学的方法。作者基于VT(Virtools dev)交互行为模块(BB模块)开发了解剖学《虚拟标志肌学习软件》,并对软件的教学设计、主要功能及开发过程进行了介绍。

三维服装技术的研究与应用

三维服装技术主要包括三维人体测量、人体建模及虚拟试衣等技术。三维服装技术目前已成为服装行业快速发展的重要科技前沿技术,文章综述了三维人体测量、人体建模及虚拟试衣这三大技术的原理、特点和应用现状。其中,也介绍了三维人体测量技术在体型分类方面的应用现状,并指出该研究目前主要停留在理论阶段,研究内容有一定的局限性,且实用性不强。最后,指出了三维服装技术的研究还存在很大的空间,很多关键技术还有待进行进一步的深入研究。

面向个性化定制服装设计的虚拟人台及快速成型技术研究

服装是否合体是影响服装的外形及服装可销售性能的最重要因素。该研究以三维扫描仪作为输入,快速成型、数控加工作为输出的集成服装设计逆向工程系统,提供丰富的角色模型库、道具模型库、角色动作库,可以极好地为纺织服装产业提供创意设计服务,推动纺织服装产业的发展。其创新之处包括:个性化定制服装的虚拟人台设计与快速成型系统一体化,实现从虚拟产品向实物产品的快速转化;创建以三维扫描仪为输入,快速成型为输出的集成逆向工程系统;面向个性化定制服装设计的虚拟人台模型库的建立及快速检索。

三维试衣系统人体建模方法总结与系统前景展望

本文主要针对三维试衣系统中三维人体的创建以及三维人体数据的获取方式进行总结,进而得出目前三维试衣系统的局限与未来发展的展望:深度融合虚拟现实技术,让消费者可以自由游走与交流,从视觉、触觉、味觉等全方位感受服装的特性。

三维服装CAD中关键技术的特征和方法

围绕三维人体测量技术、服装人体建模方法、虚拟服装展示以及三维服装展成二维衣片4项关键技术,对其特征和实现方法作了总结和展望,提出基于网络的人体模型的快速生成、基于织物物理特性的虚拟服装的建立和服装-人体的碰撞检测等技术都将是未来研究的重点.

基于语音驱动的三维人脸动画技术综述

随着三维数字虚拟人的发展,语音驱动三维人脸动画技术已经成为虚拟人交互的重要研究热点之一.其关键技术在于语音-视觉映射模型的建立以及三维人脸动画的合成.首先分析了音-视素匹配法和音-视觉参数映射两类方法的特点;之后阐述了目前三维人脸模型的建立方法,并依据三维人脸模型的表示方法不同,分析了不同运动控制方法的优缺点;然后阐述了语音驱动三维人脸动画的主观评价和客观评价方法;最后总结了语音驱动三维人脸动画技术的未来发展方向.

基于三维虚拟视觉及交互设计的室内设计平台建构

传统的室内设计系统无法解决复杂场景的三维构建和可视化问题,更无法满足用户沉浸感和动态交互的需求。因此,在现有研究基础上,以自然直观的人机交互和逼真的虚拟环境体验为目标,设计基于三维虚拟视觉及手势交互设计的室内设计平台。根据实际的功能需求分析,完成了平台功能并给出基于双目视觉技术进行人机交互的总体结构。利用摄像机设计交互功能中的虚拟手形识别算法,降低了应用成本,提高了识别的效率。室内设计环境的仿真测试结果表明,提出的室内设计平台能够有效进行直观的室内三维场景可视化,且具有较好的准确性和交互性。