CN109636896B - 基于WebGL的人体骨骼及其接骨板三维交互展示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于WebGL的人体骨骼及其接骨板三维交互展示方法，包括如下步骤：（1）运用WebGL技术在浏览器中实现人体骨骼的三维可视化交互；（2）在浏览器中实现骨骼模型的切割及其细节模型的展示；（3）在浏览器中实现受损骨骼与接骨板的双向查询，所述双向查询是根据骨骼受损类型查询相匹配的接骨板的三维模型，反之根据写入的接骨板信息查询相匹配的骨骼受损类型。本发明帮助医生快速、准确的获取接骨板的三维详细信息，选取相匹配的接骨板。通过基于WebGL技术的三维交互技术能够全方位，多角度查看人体骨骼和接骨板的三维模型，结合数据管理可以查询到接骨板的三维详细资料。该***具有较好的实用性及发展前景。

Description

基于WebGL的人体骨骼及其接骨板三维交互展示方法
技术领域
本发明涉及一种浏览器的人机交互技术，具体涉及一种数字骨科的三维可视化交互与信息管理的方法，本发明属于计算机图形学。
背景技术
随着计算机技术的发展，三维人机交互技术在pc端工作站早已日趋成熟，并已应用到生产和生活的各个领域，但是pc端***移植性方面不灵活，所以构建开放的、跨平台的***成为研究的重点和热点。同时传统的浏览器技术规范过于庞大，其中插件的很多属性极少用到，极大了增加了插件的复杂性，导致了***的性能降低，三维图像质量不高，操作不方便。
三维可视化交互与信息管理技术的发展给医学的众多领域带来了深刻的变化。以前，医生只能浏览骨骼和接骨板的二维影像图片，不够直观，每张图片只是反应了病人状态的一个侧面，导致难以快速、准确、详细地获取骨头和接骨板的三维结构信息，医生只能凭借专业知识判断接骨板的类型，极大的降低了效率。
本发明的有益之处在于：基于WebGL的人体骨骼及其接骨板三维交互展示方法，利用WebGL技术可以实现在浏览器上的人机交互，而且它免插件，将它与信息管理***相结合极大的提高了查询匹配接骨板的效率。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供基于WebGL的人体骨骼及其接骨板三维交互展示方法，在浏览器中实现对人体骨架、单根骨骼和接骨板的三维呈现，同时支持点云模型和三角面片等细节模型的查看，以及对接骨板详细信息的查询、修改。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
步骤（1）：运用WebGL技术在浏览器中实现人体骨骼的三维可视化交互，所述三维可视化交互包括显示人体骨架、单根骨骼和接骨板的三维模型；
步骤1a：运用WebGL技术在浏览器中显示人体骨骼模型可以显示单根骨骼或者人体骨架，其中人体骨架是由206块单根骨骼分区保存组成，单根骨骼的选取是通过射线法从人体骨架中任意选取某根骨骼进行展示；
步骤 1b：分析三维模型的文件结构，导入编译器进行编译操作，将三维文件异步传输到网页中；
步骤1c：通过模型矩阵和视图矩阵，设置观察点，完成平移、旋转、缩放等交互操作，同时为了增加三维模型的立体感，运用光照矩阵产生不同角度的阴影感。
步骤（2）：在浏览器中实现三维模型的切割及其细节模型的展示，所述三维模型的切割包括显示切割平面，根据用户的需要选择点云模型或者三角面片模型进行展示；
步骤 2a：对三维模型进行减面处理，得到点云模型或者三角面片模型；
步骤 2b：设置一个切割平面，查看骨骼的蜂窝状结构，通过距离平面上的点在一定范围内均看作在切平面上，在侧面展示出当前切割面的内部结构。
步骤（3）：在浏览器中实现受损骨骼与接骨板的双向查询，所述双向查询是根据骨骼受损类型查询相匹配的接骨板的三维模型，反之可以根据写入的接骨板材质、类型等信息查询相匹配的骨骼受损类型。详细信息包括接骨板的名称、型号、供应商、编码、产品规格等信息。
本发明的有益之处在于：基于WebGL的人体骨骼及其接骨板三维交互展示方法，应用于医学骨科手术临床方面，能够在医生判断骨骼受损类型，通过查询接骨板的三维详细信息，能够快速、准确的找到与受损类型匹配的接骨板。
附图说明
图1是本发明中基于WebGL的人体骨骼及其接骨板三维交互展示方法流程图；
图2是人体骨架图、股骨受损分类和对应的接骨板；
图3 是实体股骨模型的切割；
图4是股骨的点云模型和三角面片模型。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明基于WebGL的人体骨骼及其接骨板三维交互展示的方法包括以下步骤，
步骤（1）：运用WebGL技术在浏览器中实现人体骨骼的三维可视化交互，所述三维可视化交互包括显示人体骨架、单根骨骼和接骨板的三维模型；
步骤1a：运用WebGL技术在浏览器中显示人体骨骼模型可以显示单根骨骼或者人体骨架，其中人体骨架是由206块单根骨骼分区保存组成，单根骨骼的选取是通过射线法从人体骨架中任意选取某根骨骼进行展示；
步骤1b：分析三维模型的文件结构，导入编译器进行编译操作，将三维文件异步传输到网页中；
步骤1c：通过模型矩阵和视图矩阵，设置观察点，完成平移、旋转、缩放等交互操作，同时为了增加三维模型的立体感，运用光照矩阵产生不同角度的阴影感，如图2。
步骤（2）：在浏览器中实现三维模型的切割及其细节模型的展示，所述三维模型的切割包括显示切割平面，根据用户的需要选择点云模型或者三角面片模型进行展示；
步骤 2a：对三维模型进行减面处理，得到点云模型或者三角面片模型，如图4；
步骤 2b：设置一个切割平面，查看骨骼的蜂窝状结构，通过距离平面上的点在一定范围内均看作在切平面上，在侧面展示出当前切割面的内部结构，如图3。
步骤（3）：在浏览器中实现受损骨骼与接骨板的双向查询，所述双向查询是根据骨骼受损类型查询相匹配的接骨板，反之可以根据写入的接骨板材质、类型等信息查询相匹配的骨骼受损类型，如图2；详细信息包括接骨板的名称、型号、供应商、编码、产品规格等信息。
本发明利用计算机图形学知识对浏览器中的三维模型进行三维呈现，可以对人体骨架中的任意一个骨骼进行三维呈现。如图2是从单根骨骼到整体骨架的组成结构三维显示，图3是对实体股骨模型的切割三维显示，其中图4是显示股骨的点云模型和三角面片模型。
综上所述，本发明基于WebGL的人体骨骼及其接骨板三维交互展示的方法，根据实际骨骼和接骨板信息三维信息化管理***的数据库，运用WebGL技术在浏览器中实现人体骨骼的三维可视化交互，即显示人体骨架、单根骨骼和接骨板的三维模型；在浏览器中展示骨骼模型的切割及其细节模型，即显示切割平面，根据用户需要展示点云模型或者三角面片模型；实现双向查询，即根据骨骼受损类型查询与之匹配的接骨板，反之可以根据写入的接骨板材质、类型等信息查询与之相匹配的骨骼受损类型。
以上展示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.基于WebGL的人体骨骼及其接骨板三维交互展示方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤（1）：运用WebGL技术在浏览器中实现人体骨骼的三维可视化交互，所述三维可视化交互包括显示人体骨架、单根骨骼和接骨板的三维模型；
步骤1a：运用WebGL技术在浏览器中显示人体骨骼模型，显示单根骨骼或者人体骨架，其中人体骨架是由206块单根骨骼分区保存组成，单根骨骼的选取是通过射线法从人体骨架中任意选取某根骨骼进行展示；
步骤1b：分析三维模型的文件结构，导入编译器进行编译操作，将三维文件异步传输到网页中；
步骤1c：通过模型矩阵和视图矩阵，设置观察点，完成平移、旋转、缩放的交互操作，同时为了增加三维模型的立体感，运用光照矩阵产生不同角度的阴影感；
步骤（2）：在浏览器中实现三维模型的切割及其细节模型的展示，所述三维模型的切割包括显示骨骼切割平面，根据用户的需要选择点云模型或者三角面片模型进行展示；
步骤（3）：在浏览器中实现受损骨骼与接骨板的双向查询，所述双向查询是根据骨骼受损类型查询相匹配的接骨板的三维模型，反之根据写入的接骨板的信息查询相匹配的骨骼受损类型。
2.根据权利要求1所述的基于WebGL的人体骨骼及其接骨板三维交互展示方法，其特征在于，所述步骤（2）的具体步骤包括：
步骤 2a：对三维模型进行减面处理，得到点云模型或者三角面片模型；
步骤2b：设置一个切割平面，查看骨骼的蜂窝状结构，通过距离平面上的点在一定范围内均看作在切平面上，在侧面展示出当前切割面的内部结构。
3.根据权利要求1所述的基于WebGL的人体骨骼及其接骨板三维交互展示方法，其特征在于，所述步骤（3）中接骨板的信息包括接骨板的名称、型号、供应商、编码、产品规格的信息。
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