[发明专利]一种三维牙颌模型渲染方法

权利要求书

1.一种三维牙颌模型渲染方法。其特征在于：

1)输入三维牙颌模型，三维牙颌模型包括牙齿模型和牙龈模型；

2)构建纹理图片，并将纹理图片赋予到三维牙颌模型上，获得三维牙颌模型在视图中所显示的每个像素点的纹理颜色；

3)将三维牙颌模型置于点光源的光照下，对牙齿模型和牙龈模型分别采用不同的片段着色器，综合纹理信息、光照信息、牙颌材质信息的参数信息对三维牙颌模型在视图中所显示的每个像素点的颜色进行计算，获得最终显示颜色并渲染；

4)利用眩光处理方法对渲染的背景进行处理，加深渲染效果。

2.根据权利要求1-2所述的一种三维牙颌模型渲染方法，特征在于：

所述步骤2)具体是：

2.1)将输入的三维牙颌模型展开变换为一个二维平面图，三维牙颌模型中每个网格点对应到二维平面图的一个点坐标；

2.2)处理纹理图片使其和二维平面图尺寸匹配，再将纹理图片的颜色赋予到二维平面图上作为纹理颜色，使得二维平面图上各个点的颜色与纹理图片中位于相同位置的像素点颜色相同；

2.3)再将赋予颜色后的二维平面图变换回三维牙颌模型。

3.根据权利要求1-2所述的一种三维牙颌模型渲染方法，特征在于：

所述的纹理图片是患者口内照片的局部区域或者自定义构建的渐变图片。

4.根据权利要求1所述的一种三维牙颌模型渲染方法，特征在于：所述步骤3)具体是包括；选择光照模型，利用光照模型计算点光源分别照射到三维牙颌模型的牙齿模型和牙龈模型上产生的镜面反射光颜色和散射光颜色，再把镜面反射光颜色和散射光颜色与步骤2)的纹理颜色、牙齿模型和牙龈模型各自的底色相叠加形成三维牙颌模型的最终显示颜色。

5.根据权利要求4所述的一种三维牙颌模型渲染方法，特征在于：所述步骤3)中获得最终显示颜色公式如下：

采取以下公式计算牙颌模型在视图中所显示的每个像素点的颜色：

color=ambient+Σl(n·l)×(k×diffuse)+specular×(1-k)×rs]]>

其中，ambient为底色和纹理颜色的融合颜色，diffuse为散射光颜色，specular为镜面反射光颜色，k为散射光所占比例因子，比例因子k位于0到1之间，n和l分别为所需计算颜色的像素点的法向和光照方向，r_s为镜面反射因子；

上式中的光照方向l按以下公式计算：

l＝lightPos-vertexPos

其中，lightpos是光源的位置，vertexPos是当前要计算颜色的像素点的经过模型和视角变换后的坐标；

上式中的镜面反射因子r_s按以下公式计算：

rs=F×D×Gπ(n·l)(n·v)]]>

其中，F表示菲涅尔参数的近似因子，D是微面分布因子，G为几何衰减因子，位于0到1之间，v表示视角方向的向量；

上式镜面反射因子r_s的计算中，三个因子F、G、D按以下公式计算：

F＝f+(1-f)(1-(h·v))⁵

D=1πm2(n·h)4e((n·h)2-1m2(n·h)2)]]>

G=min(1,2(n·h)(n·v)v·h,2(n·h)(n·l)l·h)]]>

其中，h是指向光源的向量l和指向视点的向量v的和向量的一半，f是在当前入射角情况下的反射率，m是用来模拟物体表面光滑程度的常量因子，位于0-1之间。

6.根据权利要求4所述的一种三维牙颌模型渲染方法，特征在于：所述步骤4)中具体采用以下公式计算：

以三维牙颌模型以外的外围显示区域作为背景并均置为黑色，然后采用图像模糊方法，对三维牙颌模型用模糊步长进行多次模糊处理，并逐次增加模糊步长，得到模糊过后的模糊窗口，最终显示时将步骤3)获得的三维牙颌模型覆盖模糊窗口中的三维牙颌模型进行显示，得到眩光渲染结果。