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申请/专利权人：苏州知会智能科技有限公司

摘要：本发明公开了一种人标准牙列虚拟平面投影图像的实时渲染方法，包括以下步骤；步骤一、虚拟平面牙投影图像的数学模型建立；在口腔颌面影像学中，X射线影像的特征可以作为一种“纹理”进行处理，这样的话我们就能将三维模型的某一个截面处理为添加了“X射线纹理”的二维影像，这也是我们模拟根尖片的最核心思路。通过利用CBCT扫描后重建三维牙列模型，将三维空间模型通过计算机渲染成二维的根尖片图像，并利用VR设备组件中的定位仪和基站等硬件设备，实现虚拟根尖片的定位和渲染，并与真实牙科X光机图像进行对比，以评估该种影像模拟方式的可行性。

主权项：1.一种人标准牙列虚拟平面投影图像的实时渲染方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤一、虚拟平面牙投影图像的数学模型建立；在口腔颌面影像学中，X射线影像的特征可以作为一种“纹理”进行处理，这样的话就能将三维模型的某一个截面处理为添加了“X射线纹理”的二维影像，这也是模拟根尖片的最核心思路，其包括为三个过程：S1：重建三维模型；S2：渲染各个角度下的二维图片；S3：进行相应的纹理处理；在Blender三维动画制作软件中，图像渲染是通过计算光源对物体的影响而实现的，而这与X射线的成像效果有一些差异，X射线透过牙齿得到的图像称为a，与软件中相机视角下渲染的图像称为b，图像a和图像b是不同的，它们的成像平面分别在牙齿前和后，且a的成像平面与牙齿的相对位置始终不变，而b的成像平面与牙齿的相对位置是改变的，始终与射线入射方向垂直；步骤二、虚拟现实技术用以渲染特定虚拟平面牙投影图像；S1：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；S2：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；S3：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；S4：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；S5：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；S6：调整球管的位置和朝向，渲染对应的虚拟牙齿X光根尖片；步骤三、不同牙位虚拟投影图像一致性评价；在评价根尖片图像质量时，采用以下几个标准，1，图像是否拉伸或缩短2，患牙图像是否在根尖片中央3，患牙是否与邻牙发生重叠4，胶片是否曝光完全；步骤四、虚拟牙片机的功能模块集成；虚拟牙片机的模块化和功能集成：将网络通信模块，定位系统整合到一起，使得结构更加集成化；同时再对牙片机各个关节臂进行改造和升级，以进一步控制关节臂各向的自由度，方便操作者控制变量及进行联系。

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