虚拟手术系统中模拟手术场景的渲染和平台的构建
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第14-18页 |
| 1.1 背景与应用 | 第14-15页 |
| 1.2 主要贡献 | 第15-16页 |
| 1.2.1 血流模拟渲染 | 第15-16页 |
| 1.2.2 组织液漂浮物的模拟渲染 | 第16页 |
| 1.2.3 手术器械的建模和渲染以及系统的构建 | 第16页 |
| 1.2.4 虚拟微创手术系统平台的构建 | 第16页 |
| 1.2.5 血流渲染模块嵌入虚拟微创手术系统 | 第16页 |
| 1.3 章节安排 | 第16-18页 |
| 第2章 虚拟微创手术系统介绍 | 第18-26页 |
| 2.1 虚拟微创手术概念介绍 | 第18页 |
| 2.2 可视化技术 | 第18-21页 |
| 2.2.1 相关技术背景 | 第18-19页 |
| 2.2.2 相关图像处理算法算法 | 第19-21页 |
| 2.3 虚拟仿真手术训练系统需求分析 | 第21-25页 |
| 2.3.1 总体系统需求 | 第21-23页 |
| 2.3.2 视觉效果仿真要求 | 第23-25页 |
| 2.4 小结 | 第25-26页 |
| 第3章 血流模拟流体力学基础 | 第26-34页 |
| 3.1 引言 | 第26页 |
| 3.2 流体力学理论 | 第26页 |
| 3.3 Navier-Stokes 方程 | 第26-27页 |
| 3.3.1 基本方程 | 第26-27页 |
| 3.3.2 连续性方程（守恒方程） | 第27页 |
| 3.4 拉格朗日观察和欧拉观察 | 第27-28页 |
| 3.5 不可压缩性——物质守恒 | 第28-29页 |
| 3.6 边界条件 | 第29页 |
| 3.7 数字模拟方法 | 第29-33页 |
| 3.7.1 数值化方法综述 | 第30页 |
| 3.7.2 分割方程 | 第30-32页 |
| 3.7.3 分割Navier-Stokes 方程 | 第32页 |
| 3.7.4 时间间隔的确定 | 第32-33页 |
| 3.8 小结 | 第33-34页 |
| 第4章 血流模拟数值计算实现方法 | 第34-51页 |
| 4.1 引言 | 第34页 |
| 4.2 基于网格的方法 | 第34-37页 |
| 4.2.1 综述 | 第34页 |
| 4.2.2 拉格朗日网格 | 第34-35页 |
| 4.2.3 欧拉网格 | 第35页 |
| 4.2.4 拉格朗日网格和欧拉网格的比较 | 第35页 |
| 4.2.5 具体网格实现技术 | 第35-37页 |
| 4.3 基于粒子的方法 | 第37-40页 |
| 4.3.1 非耦合粒子 | 第37-38页 |
| 4.3.2 耦合粒子系统 | 第38页 |
| 4.3.3 光滑粒子流体动力学 | 第38-40页 |
| 4.4 本系统使用实现方法——稳定的半拉格朗日法 | 第40-50页 |
| 4.4.1 简化Navier-Stokes 形式 | 第40-41页 |
| 4.4.2 网格化 | 第41-42页 |
| 4.4.3 具体算法流程 | 第42-43页 |
| 4.4.4 密度解决迭代 | 第43-47页 |
| 4.4.5 速度场解决迭代 | 第47-49页 |
| 4.4.6 边界条件的确定 | 第49-50页 |
| 4.5 小结 | 第50-51页 |
| 第5章 其他场景元素模拟实现方法 | 第51-65页 |
| 5.1 引言 | 第51页 |
| 5.2 组织液漂浮物的模拟 | 第51-57页 |
| 5.2.1 目的效果 | 第51-52页 |
| 5.2.2 渲染特点分析 | 第52页 |
| 5.2.3 模拟算法 | 第52-57页 |
| 5.3 背景纹理贴图 | 第57-60页 |
| 5.3.1 真实手术背景分析 | 第57-58页 |
| 5.3.2 透明融合设定 | 第58-60页 |
| 5.4 手术器械模拟 | 第60-64页 |
| 5.4.1 虚拟设备介绍 | 第60-61页 |
| 5.4.2 工具模型 | 第61-62页 |
| 5.4.3 坐标系统的变换 | 第62-63页 |
| 5.4.4 可视化流程 | 第63-64页 |
| 5.5 小结 | 第64-65页 |
| 第6章 虚拟微创手术系统与实验 | 第65-79页 |
| 6.1 引言 | 第65页 |
| 6.2 开发系统环境描述 | 第65页 |
| 6.3 系统架构 | 第65-69页 |
| 6.3.1 软组织形变和响应子系统 | 第65-66页 |
| 6.3.2 场景渲染子系统 | 第66-67页 |
| 6.3.3 系统模块设计 | 第67-69页 |
| 6.4 系统功能简要介绍 | 第69-71页 |
| 6.5 场景渲染模块实验 | 第71-74页 |
| 6.5.1 血流渲染模块实验 | 第71-72页 |
| 6.5.2 组织液漂浮物渲染模拟实验 | 第72-73页 |
| 6.5.3 手术器械模型 | 第73-74页 |
| 6.6 血流渲染模块集成入系统 | 第74-78页 |
| 6.6.1 集成的难点 | 第74-75页 |
| 6.6.2 解决方法设计 | 第75-78页 |
| 6.7 本章小结 | 第78-79页 |
| 第7章 结论与展望 | 第79-81页 |
| 7.1 本文的工作总结 | 第79-80页 |
| 7.2 未来的工作 | 第80-81页 |
| 参考文献 | 第81-85页 |
| 致谢 | 第85-86页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第86页 |
