一种人体心脏真实感仿真的方法、装置、计算机可读存储介质及设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及人体器官仿真技术领域，尤其涉及一种人体心脏真实感仿真的方法、计算机可读存储介质及设备。人体心脏真实感仿真的方法公开了获取心脏三维结构模型、得到心脏表面初始辐射度、计算心脏表面光照辐射度、并根据所述心脏表面初始辐射度和所述心脏表面光照辐射度计算心脏表面辐射度并建立模型。本方法通过对心脏材质结构进行抽象和重构，从而克服了简单光照模型方法中无法准确表现心脏半透明特性的局限性，避免普通光照方法形成心脏生硬质感的问题。感的问题。感的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种人体心脏真实感仿真的方法、装置、计算机可读存储介质及设备


[0001]本专利技术涉及人体器官仿真
，尤其涉及一种人体心脏真实感仿真的方法、装置、计算机可读存储介质及设备。

技术介绍

[0002]随着近几年医学技术和计算机技术的高速发展，虚拟手术能够辅助医护人员做好外科手术训练和方案规划，从而预见手术的复杂性。然而，器官显示的真实感会直接影响到虚拟手术中手术培训和规划以及病灶诊断的效果。在诸如冠心病的虚拟手术中，心脏显示的真实感是准确呈现器官病灶和虚拟手术视觉反馈的重要辅助方式。因此，提升仿真器官显示的真实感对于推动人体器官可视化的进程至关重要。
[0003]目前计算机图形学中提升物体真实感的方法主要有三个因素，即几何，纹理以及光照。而在几何和纹理的研究领域，现有的研究成果已经极大提升了物体的真实感。并且，光照已经成为虚拟心脏对象真实感效果提升的瓶颈。
[0004]目前实时真实感方法主要有高斯滤波器纹理模糊方法，高斯函数逼近方法，预计算辐照度的实时全局照明等尽管考虑到了仿真对象的次表面散射，但却忽略了实际材料的属性，以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人体心脏真实感仿真的方法，其特征在于，包括：获取心脏三维结构模型；根据所述心脏三维结构模型初始化心脏表面辐射度并得到心脏表面初始辐射度；通过光照方式计算所述心脏三维结构模型的心脏表面光照辐射度；根据所述心脏表面初始辐射度和所述心脏表面光照辐射度计算心脏表面辐射度并建立模型。2.根据权利要求1所述的一种人体心脏真实感仿真的方法，其特征在于，所述心脏表面光照辐射度包括表面漫反射辐射度、表面高光辐射度、次表面单次散射辐射度，次表面多次散射辐射度。3.根据权利要求2所述的一种人体心脏真实感仿真的方法，其特征在于，所述表面漫反射辐射度L
d
满足如下公式(1)要求，其中，θ
i
为入射光相对法线的角度的角度，θo为反射光相对法线的角度的角度，φi为入射光在平面上的投影相对于平面上一个坐标轴的角度；φo为入射光在平面上的投影相对于平面上一个坐标轴的角度，Li为入射光照辐射度。4.根据权利要求3所述的一种人体心脏真实感仿真的方法，其特征在于，所述表面高光辐射度L
h
满足如下公式(2)要求，其中，l为入射光方向，h为半角向量，n为法线方向，v反射光方向D(h)是有效微平面法线分布函数，F(l，h)是有效微平面产生的菲涅尔反射，计算光学折射反射比率，G(l，v')是有效的微平面中没有被遮挡的比例，4(n
·
l)(n
·
v')为校正因子。5.根据权利要求4所述的一种人体心脏真实感仿真的方法，其特征在于，所述次表面单次散射辐射度Lss满足如下公式(3)要求，其中，是在点X0处方向为单次散射的出射辐射度,
σ＝(σ1,σ2
···
σn)是散射频率σs。6.根据权利要求5所述的一种人体心脏真实感仿真的方法，其特征在于，所述次表面多次散射辐射度Lms满足如下公式(4)要求，其中，X
i
和分别是入射的位置和方向,X0和是出射的位置和方向。7.根据权利要求6所述的一种人体心脏真实感仿真的方法，其特征在于，所述心脏表面光照辐射度Lo满足如下公式(5)的要求，L
o
＝α1L
d
+α2L
h
+α3L
ss
+α4L
ms
+ΔL
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)其中，αn为相对应的分量强度系数，ΔL为心脏光照偏差的整体修正参数。8.一种人体心脏真实感仿真的装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取心脏三维结构模型；表面辐射度初始化模块，用于根据所述心脏三维结构模型初始化心脏表面辐射度并得到心脏表面初始辐射度；表面辐射度计算模块，通过光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李本占，周其楠，邴起烜，
申请(专利权)人：北京图鲸科技有限公司，
类型：发明
国别省市：