一种三维虚拟牙龈网格模型的快速构建方法和装置制造方法及图纸

技术编号:41595625 阅读:40 留言:0更新日期:2024-06-07 00:06
一种三维虚拟牙龈网格模型的快速构建方法和装置,其方法包括:步骤1、加载带牙根的牙齿模型及牙龈线数据;步骤2、根据牙齿位置和姿态,自动调整侧面参数;步骤3、根据参数生成底部控制点,构建三次样条曲线得到底面曲线;步骤4、根据参数生成唇侧和舌侧侧面控制点,重采样控制点以保证控制点间距均匀,得到侧面曲线;步骤5、采样侧面曲线和底面曲线,构建网格并进行Laplacian光顺;步骤6、进行碰撞检测,若牙龈顶点嵌入牙齿,尝试进行干涉解除,得到重构的虚拟牙龈;本发明专利技术利用牙龈线生成虚拟牙龈网格模型,根据牙齿姿态自适应调整牙龈参数,使重建的虚拟牙龈接近真实牙龈,无突变且光滑,通过碰撞检测后处理,降低牙根外露风险,确保生成的虚拟牙龈符合实际。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用图形学技术的三维虚拟牙龈网格模型的快速构建方法和装置,通过输入三维牙齿模型、牙齿标准轴和牙龈线,生成出牙龈的底面曲线和侧面曲线的控制点,通过自适应或者人工的方式调整控制点生成位置,快速构建出牙龈面片所需的曲线后对曲线进行采样,连接曲线上顶点的拓扑生成牙龈,对生成的牙龈进行光顺和漏根修复得到最终的虚拟牙龈网格模型。


技术介绍

1、牙齿健康问题一直是人们非常关心的一个问题,牙齿的健康问题不只是美观,健康的口腔还能预防许多疾病的发生。传统的正畸方式需要医生观察患者的牙齿并给出正畸方案,并在中间过程中不断根据牙齿矫正程度做出治疗上的调整,而患者也只有在正畸结束后才能看到正畸的效果。


技术实现思路

1、本专利技术要克服现有技术的上述缺点,提出了一种三维虚拟牙龈网格模型的快速构建方法和装置。

2、本专利技术方法的输入是牙齿的三维模型、牙齿局部坐标轴、牙齿标准轴、牙龈线,输出是重建的虚拟牙龈网格模型。

3、牙齿局部坐标轴(coordtruth)用于标识当前牙齿姿态(如图1所示)本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种三维虚拟牙龈网格模型的快速构建方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的一种三维虚拟牙龈网格模型的快速构建方法,其特征在于:步骤2所述的调整每一颗牙的侧面曲线参数,具体包括:根据牙齿模型的局部坐标轴来判断牙齿当前的姿态,对牙龈侧面曲线的控制点生成参数唇侧侧面控制点偏移量(sv1)和舌侧侧面控制点偏移量(sv2)进行自适应的调整,使用了以下公式来计算侧面曲线的参数:

3.如权利要求1所述的一种三维虚拟牙龈网格模型的快速构建方法,其特征在于:步骤3中构建底面曲线,具体包括:将牙齿重心分别沿着牙齿标准轴的x轴的正、反方向移动唇侧底面控制点偏移量(b...

【技术特征摘要】

1.一种三维虚拟牙龈网格模型的快速构建方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的一种三维虚拟牙龈网格模型的快速构建方法,其特征在于:步骤2所述的调整每一颗牙的侧面曲线参数,具体包括:根据牙齿模型的局部坐标轴来判断牙齿当前的姿态,对牙龈侧面曲线的控制点生成参数唇侧侧面控制点偏移量(sv1)和舌侧侧面控制点偏移量(sv2)进行自适应的调整,使用了以下公式来计算侧面曲线的参数:

3.如权利要求1所述的一种三维虚拟牙龈网格模型的快速构建方法,其特征在于:步骤3中构建底面曲线,具体包括:将牙齿重心分别沿着牙齿标准轴的x轴的正、反方向移动唇侧底面控制点偏移量(bv1)、舌侧底面控制点偏移量(bv2)参数个单位向量,然后将z坐标统一置为底面高度的固定值(valuez),得到唇侧底面控制点(bp1)和舌侧底面控制点(bp2);由于唇侧和舌侧的操作基本上类似,所以接下来以舌侧底面曲线来描述整个过程;用每颗牙生成的bp2来拟合三次样条曲线curve,然后将curve按照t∈[0.0,1.0],step=0.001离散参数化成1001个点;每一颗牙齿按照舌侧牙龈线的两个端点去找curve上欧式距离最近的离散参数点,获得对应的t参数区间,每一颗牙齿对应的t参数区间需要满足互不重叠且不存在距离过近(共点)的情况;遍历每颗牙齿的t参数区间,如果有重叠情况,就和邻牙交换端点的参数值来解除重叠;如果有距离过近(共点)的情况,使两个端点的参数值分别增加和减少到最小区间间隔值的一半;在分配好对应的参数区间后,在该颗牙齿对应的参数区间内平均采样和舌侧牙龈线采样点个数同样多的参数点,利用这些参数点在底面曲线上计算出对应的离散点。

4.如权利要求3所述的一种三维虚拟牙龈网格模型的快速构建方法,其特征在于:所述的最小区间间隔值设置为0.005。

5.如权利要求1所述的一种三维虚拟牙龈网格模型的快速构建方法,其特征在于:步骤4生成侧面曲线控制点,具体包括:将将唇、舌侧牙龈线上的采样点沿着牙齿标准轴的x轴的正、反方向移动唇侧侧面控制点偏移量(sv1)、舌侧侧面控制点偏移量(sv2)个单位向量,再下降valued个高度,得到唇侧侧面控制点(sp1)和舌侧侧面控制点(sp2);因为牙齿在牙龈线上的采样点呈圆弧形分布,所以偏移过后的控制点也大致呈圆弧形,这样在牙缝的位置就处于两个圆弧形的夹缝之间,会有很大程度的凹陷导致整体牙龈侧面不平滑,所以就需要对圆弧末端的控制点增加补偿值使整个圆弧的曲率半径变大;为了保证牙龈侧面的疏密一致性,对已生成的sp2点集和sp1点集进行重采样,将相邻两牙的侧面控制点点集拟合成三次样条曲线,在曲线上均匀采样相同个数的点作为控...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈佳舟徐潇逸
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:

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