本申请提出了一种三维牙齿模型的显示坐标系计算方法、装置及应用，其中，所述方法通过原有牙齿模型的坐标点重新计算显示坐标系，使得基于显示坐标系变换得到的牙齿模型的最大表面积朝向用户，从而起到让用户更清楚观察牙齿表面的显示效果。相比于现有技术，本方案能够自动转换牙齿模型的朝向，相比于手动调整更为高效同时也更精确。转换后的牙齿模型能够方便用户的观察以及对产品的校正。便用户的观察以及对产品的校正。便用户的观察以及对产品的校正。
【技术实现步骤摘要】
三维牙齿模型的显示坐标系计算方法、装置及应用
[0001]本申请涉及计算机应用
，特别是涉及一种三维牙齿模型的显示坐标系计算方法、装置及应用。
技术介绍
[0002]计算机辅助的方法在口腔医学有着广泛的应用，其中构建三维数据模型有助于人了解和掌握牙齿外观形态和内部构造，对口腔医学的各个领域诸如：口腔修复、口腔正畸、口腔内科、口腔外科等都发挥重要作用。
[0003]在三维牙齿模型编辑和校正产品设计时，将牙齿模型朝向用户能够方便用户的观察或者进一步编辑。而目前的三维牙齿模型无法将模型最大表面朝向用户，因此达不到最优的显示效果。
[0004]基于此，本专利技术通过重构模型的显示坐标系，从而将牙齿模型调整至能露出最大表面积的方向并朝向用户，从而起到更清楚观察牙齿表面的显示效果。
技术实现思路
[0005]本申请实施例提供了一种三维牙齿模型的显示坐标系计算方法、装置及应用，针对现有的三维牙齿模型，能够通过重建坐标系的方式将模型的最大表面积朝向用户，使得模型对牙齿表面的呈现效果更为清楚。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种三维牙齿模型的显示坐标系计算方法，所述方法包括：获取由三角面片构成的三维牙齿模型；计算每个三角面片的面片法向以及面片面积比，累加所有三角面片的面片法向与面片面积比的乘积，对乘积和归一化处理得到三维牙齿模型的z轴；计算所有三角面片的顶点坐标的均值，以均值作为三维牙齿模型的原点；以每个顶点坐标与原点的差值构造矩阵X，将矩阵X变换为矩阵X的对称矩阵C；计算对称矩阵C的最大特征值，及最大特征值对应的特征向量，获取与特征向量和z轴组成的第一平面相垂直的第一向量作为三维牙齿模型的x轴；获取与x轴和z轴组成的第二平面相垂直的第二向量作为三维牙齿模型的y轴；以原点、x轴、y轴、z轴重建显示坐标系，将三维牙齿模型坐标变换到显示坐标系中。
[0007]在其中一些实施例中，x轴、y轴由以下方式得到：将特征向量与z轴进行叉积运算，得到三维牙齿模型的x轴；将x轴与z轴进行叉积运算，得到三维牙齿模型的y轴。
[0008]在其中一些实施例中，将矩阵X变换为矩阵X的对称矩阵C包括：以构造矩阵令构造矩阵X的对称矩阵C，其中
可得C＝其中，xi为顶点，为所有顶点均值，N为牙齿模型总面片数目。
[0009]在其中一些实施例中，获取原始牙齿模型，对原始牙齿模型的每个面片进行三角化处理，得到由三角面片构成的三维牙齿模型。
[0010]在其中一些实施例中，面片法向为每个三角面片的三个顶点法向的平均法向。
[0011]在其中一些实施例中，面片面积比为面片面积占所有三角面片总面积的比例。
[0012]在其中一些实施例中，最大特征值对应的特征向量为不与z轴平行的向量；或者，若最大特征值对应的特征向量与z轴平行时，取次大特征值对应的特征向量与z轴进行叉积运算。
[0013]第二方面，本申请实施例提供了一种三维牙齿模型的显示坐标系计算装置，包括：获取模块，用于获取由三角面片构成的三维牙齿模型；z轴计算模块，用于计算每个三角面片的面片法向以及面片面积比，累加所有三角面片的面片法向与面片面积比的乘积，对乘积和归一化处理得到三维牙齿模型的z轴；原点计算模块，用于计算所有三角面片的顶点坐标的均值，以均值作为三维牙齿模型的原点；x轴计算模块，用于以每个顶点坐标与原点的差值构造矩阵X，将矩阵X变换为矩阵X的对称矩阵C；计算对称矩阵C的最大特征值，及最大特征值对应的特征向量，获取与特征向量和z轴组成的第一平面相垂直的第一向量作为三维牙齿模型的x轴；y轴计算模块，用于获取与x轴和z轴组成的第二平面相垂直的第二向量作为三维牙齿模型的y轴；模型坐标变换模块，用于以原点、x轴、y轴、z轴重建显示坐标系，将三维牙齿模型坐标变换到显示坐标系中。
[0014]第三方面，本申请实施例提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行第一方面任一项所述的三维牙齿模型的显示坐标系计算方法。
[0015]第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，所述过程包括根据第一方面任一项所述的三维牙齿模型的显示坐标系计算方法。
[0016]本申请实施例的主要贡献和创新点如下：本方案通过原有牙齿模型的坐标点重新计算显示坐标系，使得基于显示坐标系变换得到的牙齿模型的最大表面积朝向用户，从而起到让用户更清楚观察牙齿表面的显示效果。相比于现有技术，本方案能够自动转换牙齿模型的朝向，相比于手动调整更为高效同时也更精确。转换后的牙齿模型能够方便用户的观察以及对产品的校正。
[0017]本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0019]图1是根据本申请第一实施例的三维牙齿模型的显示坐标系计算方法的主要步骤流程图。
[0020]图2是根据本申请第一实施例的三维牙齿模型的显示坐标系计算方法的三角面片法向量的示意图。
[0021]图3是原始读入牙齿模型显示出的图像。
[0022]图4是将模型最大表面朝向用户的牙齿模型显示出的图像。
[0023]图5是根据本申请第二实施例的三维牙齿模型的显示坐标系计算装置的结构框图。
[0024]图6是根据本申请第三实施例的电子装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0025]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书一个或多个实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书一个或多个实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0026]需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述的更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。
[0027]本方案目的是当针对三维牙齿模型编辑或者校正产品设计时，能够将牙齿模型朝向用户，以方便用户观察或者进一步编辑。基于此，本方案通过重建显示坐标系使得基于显示坐标系变换得到的牙齿模型的最大表面积朝向用户，从而起到让用户更清楚观察牙齿表面的显示效果。
[0028]本方案针对的是原始读入的牙齿模型，并基于“显示面积最大化”的目的将原始牙齿模型的三维坐标系以及原点重新计算，构建得到新的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三维牙齿模型的显示坐标系计算方法，其特征在于，包括以下步骤：获取由三角面片构成的三维牙齿模型；计算每个三角面片的面片法向以及面片面积比，累加所有三角面片的面片法向与面片面积比的乘积，对乘积和归一化处理得到三维牙齿模型的z轴；计算所有三角面片的顶点坐标的均值，以均值作为三维牙齿模型的原点；以每个顶点坐标与原点的差值构造矩阵X，将矩阵X变换为矩阵X的对称矩阵C；计算对称矩阵C的最大特征值，及最大特征值对应的特征向量，获取与特征向量和z轴组成的第一平面相垂直的第一向量作为三维牙齿模型的x轴；获取与x轴和z轴组成的第二平面相垂直的第二向量作为三维牙齿模型的y轴；以原点、x轴、y轴、z轴重建显示坐标系，将三维牙齿模型坐标变换到显示坐标系中。2.根据权利要求1所述的三维牙齿模型的显示坐标系计算方法，其特征在于，x轴、y轴由以下方式得到：将特征向量与z轴进行叉积运算，得到三维牙齿模型的x轴；将x轴与z轴进行叉积运算，得到三维牙齿模型的y轴。3.根据权利要求1所述的三维牙齿模型的显示坐标系计算方法，其特征在于，将矩阵X变换为矩阵X的对称矩阵C包括：以构造矩阵令构造矩阵X的对称矩阵C，其中可得其中，xi为顶点，为所有顶点均值，N为牙齿模型总面片数目。4.根据权利要求1所述的三维牙齿模型的显示坐标系计算方法，其特征在于，获取原始牙齿模型，对原始牙齿模型的每个面片进行三角化处理，得到由三角面片构成的三维牙齿模型。5.根据权利要求1所述的三维牙齿模型的显示坐标系计算方法，其特征在于，面片法向为每个三角面片的三个顶点法向的平均法向。6.根据权利要求1所述的三维牙齿模型的显示坐标系计算方法，其特征在于，面...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡林凯，
申请(专利权)人：杭州雅智医疗技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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