一种虚拟现实3D牙体动态模型教学系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种虚拟现实3D牙体动态模型教学系统及方法，包括：构建模块、知识点标注模块、虚拟现实素材模块、虚拟现实文件模块和发布模块；构建模块用于构建3D牙齿模型；知识点标注模块用于基于3D牙齿模型，标注知识点；虚拟现实素材模块用于将3D牙齿模型转换为虚拟现实素材；虚拟现实文件模块用于基于知识点，得到虚拟现实文件；发布模块用于基于虚拟现实素材和虚拟现实文件，生成教学页面文件。实现了基于3D虚拟现实技术的动态交互，可在浏览3D牙体解剖结构的过程中点击热点及热区查看标注的知识点信息，能够更加准确地为使用者呈现教学要点，更加立体直观地展示牙体结构，大大提升了使用者的操作体验和现实感知能力。提升了使用者的操作体验和现实感知能力。提升了使用者的操作体验和现实感知能力。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟现实3D牙体动态模型教学系统及方法


[0001]本专利技术涉及3D虚拟现实技术应用于口腔医学教学领域，特别涉及一种虚拟现实3D牙体动态模型教学系统及方法。

技术介绍

[0002]在口腔医学生的培养过程中，口腔解剖生理学与牙体牙髓病学的实验教学是口腔医学生巩固理论知识，提升临床实践技能，训练和掌握牙体牙髓病学基本操作能力的主要方式。但传统的教学方式一般通过文字描述或模型展示，受到文字不直观、模型易耗损、缺乏师生互动等诸多因素的限制，学生难以理解抽象的牙体解剖形态与窝洞预备的操作要点，影响教学效果。因此，口腔医学实验教学亟需从教学模型入手，借助信息化技术，辅助传统实验教学，培养学生主动思考、发现问题、提出问题、创造性的构思解决方案、沟通交流等能力，推动口腔医学教学改革。
[0003]传统的口腔实验教学方式采用教材插图、挂图、断层标本进行学习，以多媒体教学的方式向学生展示，这些资料都是二维资料，而人体为三维结构，与二维图像相比，三维重建图像直观性较强，解剖结构的空间位置一目了然，而且通过对重建后的模型中的不同解剖结构附加不同的颜色，可以从视觉刺激上吸引学生，方便学生化整为零地学习系统结构，提高学生全面掌握知识。教学工作者们普遍呼吁在口腔医学教学方面进行改革，将现代信息技术，特别是三维立体模型引入教学，从而使学生对要学习的知识有更为直观的认识，并满怀兴趣投入口腔医学的学习。
[0004]为此，国内外多名研究人员探究提出多种改革方式，力求将口腔实践教学与现代化信息技术相结合，以提高教学质量。如将3D打印技术应用于教学、将虚拟现实技术与教学相结合等。目前国外开发出的一款软件——“3D tooth”虽然已被用于牙周病学、齿生成、人类学、牙胚胎学及临床，但是软件的运行需要特定操作系统，使其使用受到了设备的限制。另一方面，该软件费用高昂，未能惠及大部分口腔医学院的学生。目前，三维设计软件3D Max已经广泛用于建筑设计、工业设计、三维动画等领域，也曾有学者尝试将其应用于临床。Z brush已经应用于电影、视频和游戏的设计与开发中，但将此类三维设计软件与口腔教学教具的设计有机结合的成熟产品尚未出现。为适应口腔医学本科教学的改革及发展，将口腔医学临床诊断和治疗与三维设计软件结合，并将其应用于口腔医学教育领域也将成为一种发展趋势。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术中所存在的问题，本专利技术提供一种虚拟现实3D牙体动态模型教学系统及方法，实现了基于3D虚拟现实技术的动态交互，可在浏览3D牙体解剖结构的过程中点击热点及热区查看标注的知识点信息，能够更加准确地为使用者呈现教学要点，更加立体直观地展示牙体结构；相对于实时渲染的3D技术，通过图片差值处理、图像压缩处理和图像预加载，大大提升了使用者的操作体验；通过将3D虚拟现实技术、移动互联网技术应
用于口腔教学领域，大大提升了使用者的现实感知能力。
[0006]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种虚拟现实3D牙体动态模型教学系统，包括：构建模块、知识点标注模块、虚拟现实素材模块、虚拟现实文件模块和发布模块；
[0007]所述构建模块用于构建3D牙齿模型；
[0008]所述知识点标注模块用于基于所述3D牙齿模型，标注知识点；
[0009]所述虚拟现实素材模块用于将所述3D牙齿模型转换为虚拟现实素材；
[0010]所述虚拟现实文件模块用于基于所述知识点，得到虚拟现实文件；
[0011]所述发布模块用于基于所述虚拟现实素材和所述虚拟现实文件，生成教学页面文件。
[0012]可选的，所述构建模块包括：牙体单元、模型单元和贴图单元；
[0013]所述牙体单元用于获取牙齿外观解剖结构；
[0014]所述模型单元用于基于所述牙齿外观解剖结构，采用3D建模软件，得到所述3D牙齿模型；
[0015]所述贴图单元用于基于所述3D牙齿模型制作牙齿外观和内部的展开贴图。
[0016]可选的，所述知识点标注模块采用三维空间打点的方式标注所述知识点。
[0017]可选的，采用标准H5生成所述虚拟现实文件。
[0018]本专利技术还提供了一种虚拟现实3D牙体动态模型教学方法，包括以下步骤：
[0019]S1、构建3D牙齿模型；
[0020]S2、基于所述3D牙齿模型，标注知识点；
[0021]S3、将所述3D牙齿模型转换为虚拟现实素材；
[0022]S4、基于所述知识点，得到虚拟现实文件；
[0023]S5、基于所述虚拟现实素材和所述虚拟现实文件，生成教学页面文件。
[0024]可选的，所述3D牙齿模型的构建过程包括：
[0025]获取牙齿外观解剖结构；
[0026]基于所述牙齿外观解剖结构，采用3D建模软件，得到所述3D牙齿模型。
[0027]可选的，采用三维空间打点的方式标注所述知识点。
[0028]可选的，采用标准H5生成所述虚拟现实文件。
[0029]本专利技术具有如下技术效果：
[0030]1.本专利技术实现了基于3D虚拟现实技术的动态交互，可在浏览3D牙体解剖结构的过程中点击热点及热区查看标注的知识点信息，能够更加准确地为使用者呈现教学要点，更加立体直观地展示牙体结构；
[0031]2.本专利技术相对于实时渲染的3D技术，通过图片差值处理、图像压缩处理和图像预加载，大大提升了使用者的操作体验，通过HTML5等通用承载技术，可帮助使用者更加便捷地在手机、PC等无插件环境中便捷使用；
[0032]3.本专利技术通过将3D虚拟现实技术、移动互联网技术应用于口腔教学领域，大大提升了使用者的现实感知能力。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所
需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本专利技术实施例一虚拟现实3D牙体动态模型教学系统示意图；
[0035]图2为本专利技术实施例一中三维划分示意图；
[0036]图3为本专利技术实施例一中图片差值处理流程图；
[0037]图4为本专利技术实施例一教学页面文件使用效果图；
[0038]图5为本专利技术实施例二虚拟现实3D牙体动态模型教学方法流程图。
具体实施方式
[0039]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]实施例一
[0041]如图1所示，本专利技术公开一种虚拟现实3D牙体动态模型教学系统，包括：构建模块、知识点标注模块、虚拟现实模块和发布模块；构建模块、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟现实3D牙体动态模型教学系统，其特征在于，包括：构建模块、知识点标注模块、虚拟现实素材模块、虚拟现实文件模块和发布模块；所述构建模块用于构建3D牙齿模型；所述知识点标注模块用于基于所述3D牙齿模型，标注知识点；所述虚拟现实素材模块用于将所述3D牙齿模型转换为虚拟现实素材；所述虚拟现实文件模块用于基于所述知识点，得到虚拟现实文件；所述发布模块用于基于所述虚拟现实素材和所述虚拟现实文件，生成教学页面文件。2.根据权利要求1所述的虚拟现实3D牙体动态模型教学系统，其特征在于，所述构建模块包括：牙体单元、模型单元和贴图单元；所述牙体单元用于获取牙齿外观解剖结构；所述模型单元用于基于所述牙齿外观解剖结构，采用3D建模软件，得到所述3D牙齿模型；所述贴图单元用于基于所述3D牙齿模型制作牙齿外观和内部的展开贴图。3.根据权利要求1所述的虚拟现实3D牙体动态模型教学系统，其特征在于，所述知识点标注模块采用三维空间打...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琨，秦艺纯，张凌琳，任倩，修一兮，陈福源，杨子晨，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：