[发明专利]一种基于虚拟现实的无射线牙齿X光根尖片虚拟成像方法

摘要

本发明公开了一种基于虚拟现实的无射线牙齿X光根尖片虚拟成像方法。该方法包括：搭建VR定位系统，实时追踪与牙片机球管绑定的跟踪器的位置和空间姿态矩阵；扫描并重建牙列的数字化三维模型；为牙齿模型的外壳和内部髓腔分别设置不同的材质和透明度；搭建模拟口腔的虚拟环境；通过网络通信模块将跟踪器的姿态和位置赋值给虚拟摄像机，操纵虚拟摄像机运动；将跟踪器摆放于特定位置和朝向，标定得到虚拟环境中牙列模型位置坐标；将球管对准牙齿，渲染出虚拟根尖片。本发明的方法能够在无放射线发出的情况下，模拟牙齿X光根尖片拍摄过程并渲染出对应图像，提高了牙齿X光根尖片考核中的安全性、可视性和准确性。

主权项

1.一种基于虚拟现实的无射线牙齿X光根尖片虚拟成像方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：使用VR硬件搭建空间定位系统，定位系统包括基站和跟踪器，牙片机置于定位系统可见范围内，跟踪器固定在牙片机的球管上，跟踪器在无头显情况下可实现追踪功能；获取跟踪器的姿态矩阵和位置数据；/nS2：扫描多个牙齿，重建出牙列的3D数字化模型；将3D数字化模型进行分割处理，分别获取牙齿外壳模型和髓腔模型，之后将这两个模型制作为预制体，并根据实际牙齿结构特征分别为两个模型设置对应的半透明材质；/nS3：搭建牙齿根尖片拍摄的虚拟成像环境，在牙齿周围添加多个平面和柱体模拟牙齿X光片中的背景，并测量牙列的3D数字化模型的包围盒尺寸和真实世界的牙列模型包围盒尺寸，计算二者比例；调整虚拟成像环境中牙齿外壳模型和髓腔模型的大小，并为灯光和虚拟摄像机设置合理的位置与朝向；/nS4：对于步骤S1中获取的跟踪器的姿态矩阵和位置数据，先将姿态矩阵转换为欧拉角后，与位置数据一起通过网络通信模块实时分发给虚拟摄像机，以跟踪器替代虚拟摄像机；/nS5：将球管摆放至牙齿正前方，对准牙齿，测量牙列的中间牙齿与跟踪器的物理距离，根据此时跟踪器位置标定牙列的3D数字化模型在虚拟环境中的位置，与真实世界对齐；/nS6：调整球管的位置和朝向，渲染对应的虚拟牙齿X光根尖片。/n