[发明专利]一种基于元球模型的软组织形变方法

权利要求书

1.一种基于元球模型的软组织形变方法，其特征在于包括以下四个步骤：

步骤(1)、元球模型拓扑结构的构建：通过BradshowGareth球树生成算法生成软组织的元球模型，通过设置阈值的方法构建软组织体模型的拓扑结构；

步骤(2)、元球模型的形变计算：使用PositionBasedDynamic(PBD),位置动力学算法,结合Laplacian坐标约束来对软组织元球模型进行形变过程模拟；

步骤(3)、软组织体模型的蒙皮算法：对软组织体模型中的元球分别建立距离场函数，将体模型中的元球和表皮模型建立映射关系，在每次形变迭代中，表皮模型根据体模型的位置和映射关系更新其位置，最终完成表面网格的变形；

步骤(4)、真实感绘制及实时触觉渲染：根据步骤(1)、(2)、(3)的算法，实现真实感绘制，并基于GeomagicTouch力反馈设备实现触觉渲染，并保证此过程的实时性。

2.根据权利要求1所述的基于元球模型的软组织形变方法，其特征在于：步骤(1)中所述的元球模型拓扑结构的构建中，在通过使用Bradshow算法生成软组织的元球模型的基础上，使用如下算法构建其拓扑结构：

对于元球i，中心是c_i，与其拓扑相连的点函数定义为：

Topo(i)=L(ci),num(i)≤NL′(ci),num(i)>N---(1)]]>

其中，N是规定阈值，num(i)是与元球i重叠的元球数量，L函数指与元球i重叠的元球全部定义为拓扑连接，L′是指距离i最近的N个元球定义为其拓扑连接。