Mô phỏng ba chiều và ứng dụng trong y học

i Mục lục Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục i Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt ii Danh mục hình ảnh iii Lời cảm ơn i Lời cam đoan i Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt ii i MỞ ĐẦU .1 Chương KHÁI QUÁT VỀ MÔ PHỎNG VÀ MÔ PHỎNG 3D TRONG Y HỌC 1.1 Khái quát mô mô 3D 1.2 Mô 3D Y học 14 Chương 19 MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG MÔ PHỎNG 3D 19 2.1 Tạo mô hình 3D 19 Chương 45 THỰC NGHIỆM VÀ ỨNG DỤNG 45 3.1 Bài toán 45 3.2 Lưới đối tượng 46 3.3 Một số kết 49 PHẦN KẾT LUẬN 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu/ Chữ viết tắt Viết đầy đủ Ý nghĩa VR Virtual Reality Thực ảo 3D HMD Dimentional Head Mounted Chiều Mũ đội đầu có Displays hiển thị ii FK IK CT MRI forward Điều khiển tiến kinematics inverse kinematics Điều khiển ngược scanner Chụp cắt lớp tomography Magnetic Chụp cộng hưởng từ resonance imaging iii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Giao diện người sử dụng hệ thống máy tính 3D Hình 1.2 Dàn máy tính HP cấu hình cao hỗ trợ xử lý đồ hoạ 3D Hình 1.3 Chuột SpaceBall hệ thống tính nhúng Hình 1.4 Máy chiếu công nghệ DLP hệ thống bán nhúng Hình 1.5 Kính ShutterGlasses hệ thống Bán nhúng Hình 1.6 Hệ thống chiếu ảnh rộng kết hợp kính ShutterGlasses hệ thống Bán nhúng Hình 1.7 Thiết bị Data glove hệ thống nhúng toàn phần Hình 1.8 Thiết bị HMD hệ thống nhúng toàn phần Hình 1.9 Ứng dụng công nghệ mô huấn luyện tập nhảy dù Hình 1.10 Ứng dụng công nghệ mô 3D Du lịch Hình 1.11 Các logo phim dùng 3D ảo Hình 1.12 Hệ thống lĩnh vực giải trí 3D Hình 1.13 Phẫu thuật ảo – Phương pháp đào tạo phẫu thuật dùng công nghệ mô Hình 2.1: Sử dụng chất liệu mở rộng cho sản phẩm Hình 2.2: Chiếc ghế bành áp phép hiệu chỉnh UVWs Hình 2.3 Nguồn sáng omni Hình 2.4 Từ trái sang phải nguồn sáng free stop target stop Hình 2.5 Từ trái sang phải nguồn sáng free direct target direct Hình 2.6 Bóng đổ tạo đèn Omni Hình 2.7 Nguồn sáng Target Stop Hình 2.8 Nguồn sáng Free Stop Hình 2.9 Nguồn sáng Target Direct Hình 2.10 Nguồn sáng Free Direct Hình 2.11 Mô tả chuyển động theo thời điểm iv Hình 2.12 Mô tả chuyển động theo đường cong xác định trước Hình 2.13 Mô tả chuyển động theo ràng buộc thuộc tính Hình 2.14 Hình ảnh điều khiển IK thêm cho nhánh xương Hình 2.15 Sử dụng IK để tạo chuyển động cho cánh tay Hình 2.16 Hệ thống xương ứng dụng xử lí HI solver Hình 2.17 Xác định chốt chuỗi xương Hình 2.18 Sử dụng điều khiển IK để tạo chuyển động cho chân thao tác với bóng Hình 3.1 Các đối tượng nguyên thuỷ polygon Hình 3.2 Tạo cốc từ đường cong Hình 3.3 Các đối tượng nguyên thủy Nurbs MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, công nghệ thông tin phát triển triển mạnh mẽ đem lại thành tựu đáng kể cho nhiều lĩnh vực y tế, giáo dục, kiến trúc, du lịch, giải trí,…Trên đà phát triển xuất mô hình phát triển mà phạm vi ứng dụng có tiềm rộng lớn mô 3D Mô 3D công nghệ sử dụng kỹ thuật mô hình hóa không gian với hỗ trợ thiết bị đa phương tiện để xây dựng giới mô (môi trường ảo) máy vi tính để đưa người ta vào giới nhân tạo với không gian thật Người sử dụng không người quan sát bên ngoài, mà trở thành phần hệ thống Thế giới “nhân tạo” không tĩnh tại, mà lại phản ứng, thay đổi theo ý muốn (tín hiệu vào) người sử dụng (nhờ hành động, lời nói, ) Người sử dụng nhìn thấy vật thay đổi hình theo ý muốn họ bị thu hút cảm nhận giác quan mô Mô hình hoá mô phương pháp nghiên cứu khoa học ứng dụng rộng rãi từ nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đến vận hành hệ thống Ngày nhờ trợ giúp máy tính có tốc độ tính toán cao nhớ lớn mà phương pháp mô hình hoá phát triển mạnh mẽ, đem lại hiệu to lớn việc nghiên cứu khoa học thực tiễn sản xuất Mô hình hoá mô ứng dụng rộng dãi lĩnh vực khoa học công nghệ Tại nước phát triển Mỹ châu Âu, mô trở thành công nghệ mũi nhọn nhờ khả ứng dụng rộng rãi lĩnh vực: khoa học kỹ thuật, kiến trúc, quân sự, giải trí, giáo dục, thương mại, sản xuất, y học,… [18] Hiện nay, sinh viên ngành y dược phải thực hành nhiều động vật, mô hình nhựa xác người chết qua xử lý, số phận không xác Không có nhiều xác sinh viên học tập nên sinh viên khó hình dung xác số phận thể Mô dần trở thành phần chuẩn đào tạo chuyên nghiệp, hoạt động phẫu thuật, nha khoa chăm sóc điều dưỡng, Ứng dụng Mô chuyên khoa đặc thù vào việc đào tạo bác sĩ, giúp bác sỹ rèn luyện kỹ lâm sàng, phục vụ cho số đông sinh viên, tiết kiệm chi phí giúp cho sinh viên rễ hiểu kỹ thuật thực hành ngành y tế.[19] Xuất phát từ vấn đề nêu luận văn lựa trọn đề tài “Mô ba chiều ứng dụng y học” nhằm tìm hiểu mô kỹ thuật tính toán mô sở cài đặt mô ba chiều xương sọ thể người Nội dung luận văn trình bày chương: Chương 1: Khái quát mô mô 3D y học Trong chương cung cấp cho ta nhìn tổng quan mô mô 3D, đồng thời cung cấp nhìn khái quát ứng dụng mô 3D y học Chương 2: Một số vấn đề mô 3D Tại chương đưa sở lý thuyết để làm sở trình bày số kỹ thuật để tạo mô hình mô 3D, trình bày chuyển động mô cho đối tượng có xương xương Chương 3: Thực nghiệm ứng dụng Ở chương em trình bày lưới đối tượng tạo nên liên kết mô Trình bày số mô hình để xây dựng hình ảnh ba chiều xương sọ Ứng dụng mô xương sọ xây dựng giảng cho sinh viên Chương KHÁI QUÁT VỀ MÔ PHỎNG VÀ MÔ PHỎNG 3D TRONG Y HỌC 1.1 Khái quát mô mô 3D 1.1.1 Thế mô phỏng? Mô thuật ngữ xuất phát triển mạnh vòng vài năm trở lại đây, trở thành ngành công nghệ mũi nhọn nhờ khả ứng dụng rộng rãi lĩnh vực như: y tế, giáo dục, kiến trúc, quân sự, du lịch, giải trí, Hiện nay, có nhiều định nghĩa mô phỏng, định nghĩa chấp nhận rộng rãi C.Burdea P.Coiffet hiểu mô tương đối xác sau: Mô hệ thống giao diện cấp cao Người sử dụng Máy tính Hệ thống mô vật tượng theo thời gian thực có tương tác với người sử dụng qua tổng hợp kênh cảm giác Đó ngũ giác gồm: thị giác, thính giác, xúc giác, khứu giác vị giác [6] Hình 1.1 Giao diện người sử dụng hệ thống máy tính 3D Hay nói cách cụ thể mô công nghệ sử dụng kỹ thuật mô hình hoá không gian ba chiều, với hỗ trợ thiết bị xây dựng giới mô để đưa người ta vào giới nhân tạo với không gian thật Trong giới ảo này, người sử dụng không xem người quan sát bên ngoài, mà thực trở thành phần hệ thống Thế giới “nhân tạo” không tĩnh mà lại phản ứng, thay đổi theo ý muốn người sử dụng nhờ cử chỉ, hành động, Tức người sử dụng nhìn thấy vật thay đổi hình theo ý muốn họ Một cách lý tưởng, người sử dụng tự chuyển động không gian ba chiều, tương tác với vật thể ảo, quan sát khảo cứu giới ảo góc độ khác mặt không gian Ngược lại, môi trường ảo lại có phản ứng tương ứng với hành động người sử dụng, tác động vào giác quan thị giác, thính giác, xúc giác người sử dụng thời gian thực làm người sử dụng có cảm giác tồn giới thực [6] 1.1.2 Phân loại hệ thống mô Mặc dù khó phân loại tất hệ thống mô phỏng, phần lớn hình thái hệ thống rơi vào ba nhóm chính, nhóm xếp hạng theo khả cung cấp tính “thực” hay độ “nhúng” người sử dụng môi trường ảo hệ thống tạo Tính thực hay độ nhúng xem kết phối hợp nhiều yếu tố bao gồm mức độ tương tác với môi trường, mức độ nhìn lập thể, trường quan sát tốc độ cập nhật ảnh hình thay đổi mặt không gian người dùng [7] 1.1.2.1 Hệ thống mô tính nhúng (Non-Immersive Systems) Các hệ thống Mô tính nhúng, tên gọi chúng hệ thống có khả cung cấp mức độ thực thấp Môi trường ảo quan sát thông qua khung nhìn hình máy tính có độ phân giải cao Hệ thống sử dụng thiết bị sau: - Máy tính để bàn: có cấu hình cao, có hỗ trợ card xử lý đồ hoạ 3D Stereo có dung lượng 256 MB trở lên, có hỗ trợ Spaceball số thiết bị ngoại vi mở rộng khác Hình 1.2 Dàn máy tính HP cấu hình cao hỗ trợ xử lý đồ hoạ 3D Việc tương tác với môi trường ảo thực thông qua phương tiện truyền thống bàn phím, chuột tiên tiến sử dụng thiết bị tương tác lập thể Spaceball - Chuột Spaceball thiết bị đầu vào giúp cho người dùng thực thao tác như: phóng to hay thu nhỏ, theo dõi xoay chuyển vật thể môi trường không gian chiều giống y giới thực Hình 1.3 Chuột SpaceBall hệ thống tính nhúng Ưu điểm hệ thống tính nhúng chỗ chúng không đòi hỏi hiệu xử lý đồ hoạ mức cao, không cần hỗ trợ phần cứng đặc biệt trình diễn máy tính cá nhân có cấu hình tương đối trở lên Điều có nghĩa hệ thống xem giải pháp công nghệ có chi phí thấp nhất, áp dụng nhiều ứng dụng Tuy nhiên chi phí thấp đồng nghĩa với việc không đáp ứng với tương tác mức độ cao, không cho cảm giác tồn môi trường giả lập, không phát huy cảm nhận phạm vi không gian rộng [7] 1.1.2.2 Hệ thống mô Bán nhúng (Semi-Immersive Systems) Hệ thống Bán nhúng thể nghiệm công nghệ mô Sự phát triển hệ thống dạng dựa công nghệ phát triển lĩnh vực mô bay Một hệ thống bán nhúng thường có thiết bị sau: - Một ảnh rộng 45 Chương THỰC NGHIỆM VÀ ỨNG DỤNG 3.1 Bài toán Mô hình chiều mô tả, biểu diễn đối tượng giới thực bao gồm hình dạng bề mặt hoạt động đối tượng Ví dụ chi tiết quan, phận thể người hoạt động chúng… Mức cao việc tạo mô hình tạo khung cảnh hay không gian giống thực máy tính Từ giúp người quan sát vật, tượng thực tế cách chân thực máy tính Xây dựng phần mềm mô y tế với phần mềm này, giảng viên, sinh viên có điều kiên quan sát kỹ hơn, xem xét thành phần phận, quan sát nhiều góc độ khác với mẫu vật, mà trước quan sát thông qua tranh ảnh chụp nhiều góc độ khác Phần mềm mô giúp giải thích rõ ràng bước, trình thực hiện, cho thấy kỹ thuật thực thao tác y giảng v.v Trong việc học giải phẫu học cần xây dụng hình ảnh ba chiều tất quan phận thể Đồng thời tách rời quan phận để quan sát cách chi tiết để mô tả, xác định mốc chính, chi tiết quan trọng để xác định vận dụng vào thực tế lâm sàng Mô 3D xương sọ não để xây dựng thành giảng giúp cho sinh viên học tập nghiên cứu, đặc biệt liên quan đến công tác đào tạo cho cán y tế có đầy đủ kiến thức thực hành lâm sàng góp phần vào công tác chăm sóc sức khỏe nhân dân 46 3.2 Lưới đối tượng 3.2.1 Mô hình đa giác (Polygon) Là kiểu bề mặt bao gồm nhiều bề mặt đa giác phẳng, tạo đối tượng từ bề mặt đa giác mạng bề mặt đa giác Ta sử dụng bề mặt đa giác để mô hình hình dáng bề mặt đặc biệt hữu ích dạng đơn giản, với đối tượng thuộc lớp động vật, người, đối tượng đòi hỏi nhìn tổng quan với độ trơn cao Các đối tượng nguyên thuỷ polygon bao gồm: Hình 3.1 Các đối tượng nguyên thuỷ polygon Polygon sử dụng nhiều kỹ thuật hỗ trợ mô hình, thường dùng phân chia bề mặt(split), mở rộng bề mặt (extrude), làm trơn cạnh… 3.2.2 Mô hình dựa kết nối đường cong (NURBS) NURBs[9] viết tắt chữ Non-uniform Rational B-spline Là phương pháp biểu diễn bề mặt dựa sở biểu diễn toán học đường cong không đồng (hệ số, bậc) Một bề mặt NURBS bao gồm số đường cong kết nối lại với nhau[26] 47 Một đường cong bậc n có n+1 đỉnh điều khiển, thường n=3 Thông qua việc điều khiển đỉnh điều khiển để điều khiển hình dạng đường cong bề mặt đối tượng Bên cạnh Nurbs hỗ trợ nhiều kỹ thuật chỉnh sửa[27] : kết nối bề mặt, khép kín bề mặt, kéo, đẩy vùng bề mặt…cũng kỹ thuật tạo mặt phẳng từ đường cong loft, revolve… Ví dụ tạo cốc từ đường cong với kỹ thuật revolve: Hình 3.2 Tạo cốc từ đường cong Các kỹ thuật tạo bề mặt từ đường cong 3DSMax, cho bề mặt mịn nhẹ Các đối tượng nguyên thuỷ Nurbs khác, thuận tiện cho việc mô hình là: 48 Hình 3.3 Các đối tượng nguyên thủy Nurbs Các đối tượng nguyên thuỷ chủ yếu bề mặt, ta dùng đường cong để tạo chúng, mà cần chọn menu Từ đối tượng nguyên thuỷ ta thay đổi, chỉnh sửa để tạo bề mặt phức tạp theo yêu cầu Chính Nurbs phù hợp với kiểu đối tượng nhân tạo, đối tượng phác hoạ số đường cong định, đối tượng chấp nhận lắp ghép nhân vật phim hoạt hình Nurbs phù hợp với việc mô hình mang tính công nghiệp Khi số đối tượng quét vào máy quét chiều, chụp hình với góc độ khác sau đường cong tạo ra, phác hoạ đường nét bề mặt đối tượng, sử dụng kỹ thuật tạo bề mặt loft, revolve…để tạo nên bề mặt mong muốn 49 3.3 Một số kết 3.3.1 Mô hình Sau thu thập liệu từ nhiều ngồn khác nhau, em tiến hành chọn lọc phân loại liệu để xây dựng mô hình Dưới số mô hình xương thuộc xương sọ người Bảng thông tin mô hình mô tả giải phẫu số xương: T T TÊN XƯƠNG Xương Xương trán nằm phía trán trước hộp sọ, phần lớn tạo MÔ HÌNH VỊ TRÍ thành trán trần ổ mắt, khớp với xương đỉnh, với xương sàng, xương sống mũi, xương gò má, sau với xương bướm Xương Có hai xương đỉnh nằm đỉnh vòm sọ, hai xương khớp với đường khớp dọc giữa, trước khớp với xương trán sau với xương chẩm, xương thái dương Xương tạo nên phần vòm sọ 50 Xương Nằm phía sau hộp chẩm sọ, phần nhỏ tham gia cấu tạo vòm sọ, phần lớn tham gia tạo thành sọ Xương Nằm hai bên hộp sọ, khớp thái với xương đỉnh, xương dương bướm, xương gò má xương chẩm Phần lớn sọ, có phần nhỏ nằm vòm sọ Xương Xương phần ngang sàng xương trán tầng trước sọ Xương Nằm sọ, trước 51 bướm khớp với xương trán, xương sàng, sau với xương chẩm, hai bên với xương thái dương Xương Trước mặt hàm Xương hàm Xương Nằm bên mặt, nối từ gò má mỏm tiếp xương thái dương 10 Xương đến xương hàm Tạo nên sống mũi mũi 11 Xương lệ Là xương nhỏ, mặt ổ mắt 3.3.2 Một số hình ảnh ứng dụng mô hình giảng - Khối xương sọ 52 - Các xương sọ não 53 - Xương sọ mặt 54 55 PHẦN KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài với nỗ lực, cố gắng thân với hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Đỗ Năng Toàn, em đưa số kết luận sau: + Trong năm gần đây, công nghệ thông tin phát triển triển mạnh mẽ đem lại thành tựu đáng kể cho nhiều lĩnh vực y tế, giáo dục, kiến trúc, du lịch, giải trí,…Trên đà phát triển xuất mô hình phát triển mà phạm vi ứng dụng có tiềm rộng lớn mô 3D + Hiện nay, sinh viên ngành y dược phải thực hành nhiều động vật, mô hình nhựa xác người chết qua xử lý, số phận không xác Mô dần trở thành phần chuẩn đào tạo chuyên nghiệp, hoạt động phẫu thuật, nha khoa chăm sóc điều dưỡng, Ứng dụng Mô chuyên khoa đặc thù vào việc đào tạo bác sĩ, giúp bác sỹ rèn luyện kỹ lâm sàng, phục vụ cho số đông sinh viên, tiết kiệm chi phí giúp cho sinh viên rễ hiểu kỹ thuật thực hành ngành y tế + Nghiên cứu tổng quan mô 3D ứng dụng vào việc mô y tế bao gồm mặt thiết bị với khối: Thu nhận, trình chiếu, tương tác v.v Ngôn ngữ, công cụ phát triển, ứng dụng v.v + Hệ thống hóa nghiên cứu kỹ thuật tạo mô hình, kỹ thuật điều khiển mô hình tích hợp ánh sáng hệ thống + Sử dụng kỹ thuật tạo mô hình em tạo mô hình xương sọ não cài đặt mô ba chiều xương sọ thể người, từ ứng dụng vào giảng cho sinh viên học nghiên cứu 56 Sau trình nghiên cứu làm luận văn với dẫn nhiệt tình thầy giáo hướng dẫn em học cách tìm hiểu, phân tích nghiên cứu vấn đề khoa học Trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp, thân nỗ lực, cố gắng, đầu tư nhiều thời gian, công sức cho việc tìm hiểu nghiên cứu đề tài nhận bảo, định hướng tận tình thầy giáo hướng dẫn anh, chị trước hạn chế mặt thời gian khó khăn việc tìm kiếm tài liệu, hạn chế mặt kiến thức thân, nên chưa có kết thực hoàn hảo Kính mong thầy cô giáo bạn đồng nghiệp bảo giúp đỡ Hướng phát triển đề tài: Luận văn nghiên cứu số kỹ thuật mô mô 3D Nhưng với tốc độ phát triển nhanh chóng ngành công nghệ thông tin nói chung kỹ thuật đồ hoạ nói riêng đòi hỏi cần phải sâu nghiên cứu thêm kỹ thuật chuyển động đối tượng có xương xương để xây dựng hình ảnh mô phận khác thể người đáp ứng nhu cầu học tập nghiên cứu cho sinh viên ngành y 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Quang Huy, Tín Dũng, (2004), Đồ họa máy tính 3DSMax vẽ phối cảnh ảnh 3chiều, NXB Thống Kê, Tr 37-96 [2] Lê Tấn Hùng, Huỳnh Quyết Thắng (2004), Đồ họa máy tính, NXB Khoa học kỹ thuật, Tr 40-50 [3] Nguyễn Công Minh, (2009), 3DS Max 2009, NXB Hồng Đức, Tr 45-85 [4] Lưu Triều Nguyên, (2002), Thiết Kế chiều với 3DS Max 4, NXB Lao Động Xã Hội, Tr 445-494, Tr 589-595 [5] Lưu Triều Nguyên, (2006), Các thủ thuật 3DSMax, NXB Lao Động - Xã Hội, Tr 131-145 [6] Nguyễn Huy Sơn (2006), “Virtual Reality Technologie - Công nghệ Thực ảo ”, http://tusach.thuvienkhoahoc.com [7] Lê Huy Vần (2005), Nghiên cứu phát va chạm ứng dụng, Khoá luận văn tốt nghiệp, ĐH Công nghệ -ĐHQG Hà Nội, Tr 41-50 [8] Đề tài “Ứng dụng công nghệ thực ảo Virtual Reality-VR bảo tàng di sản”, Đề tài trọng điểm cấp Viện KH CN Việt Nam 2004-2006 [9] Nguyễn Văn Huân, Trịnh Xuân Hùng, Phạm Bá Mấy, “Cải tiến kỹ thuật biểu diễn bề mặt Nurbs”, Báo cáo khoa học Hội thảo Quốc gia “Một số vấn đề chọn lọc CNTT”, Biên Hòa – Đồng Nai 05-06/08/2009 Tiếng Anh [10] Applications, Hardware - Virtual Reality; http://vresources.org/ [11] Animation - Keyframe, IK; http://www.autodesk.com/techpubs/aliasstudio/2010/index.html? url=AnimationIKAddIKhandle.htm,topicNumber=d0e213743 58 [12] Department of Informatics Umeå University S-901 87 UMEÅ, Sweden, “Virtual Reality in Medicine: Survey of the State of the Art” [13] GameCharDevCh03 - Game Character Development with Maya Antony Ward Copyrigh @ 2005 by Antony Ward; http://www.peachpit.com [14] Getting Stated with Maya; http://www.scribd.com/doc/11061465 [15] Henry David (2005), “MD5Mesh and MD5Anim files formats”, http://tfc.duke.free.fr/coding/md5-specs-en.html [16] Keyrame Animation; http://www.cadtutor.net/dd/bryce/anim/anim.html [17] Learning Mayay - Character Rigging And Animation [18] http://knol.google.com/k/simulation-in-medicine [19] http://www.harvardmedsim.org/center-for-medical-simulation-ims.php [20] Martin John Baker (2006), “Physics - Collision in dimensions”, http://www.euclideanspace.com/physics/dynamics/collision/oned/index.htm [21] The Art of Maya character Animation; http://www.highend3d.com [22] Norbert Haala, Martin Kada - Institute for Photogrammetry (ifp), University of Stuttgart, Germany Geschwister-Scholl-Strasse 24D, D-70174 Stuttgart, PANORAMIC SCENES FOR TEXTURE MAPPING OF 3D CITY MODELS [23] Lindsay MacDonald and Stuart Robson, “POLYNOMIAL TEXTURE MAPPING AND 3D REPRESENTATIONS”, International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol XXXVIII, Part Commission V Symposium, Newcastle upon Tyne, UK 2010 [24] Shayan Sarkar “Texture Mapping” Carnegie Mellon University, March 14, 2002, [25] Changyu Diao and Dongming Lu, “Interactive High Resolution Texture Mapping for the 3D Models of Cultural Heritages” [26] Les Piegl & Wayne Tiller: The NURBS Book, Springer-Verlag 1995–1997 (2nd ed.) The main reference for Bézier, B-Spline and NURBS; chapters on mathematical representation and construction of curves and surfaces, interpolation, shape modification, programming concepts 59 [27] Les Piegl "On NURBS: A Survey", Jan 01, 1991, IEEE Computer Graphics and Applications, Vol 11, No 1, pp 55 – 71 [...]... n y trong lĩnh vực giải trí Hình 1.12 Hệ thống trong lĩnh vực giải trí 3D 14 1.2 Mô phỏng 3D trong Y học Ng y nay, công nghệ hình ảnh mô phỏng 3D đang thu hút sự chú y của nhiều người và lĩnh vực y học cũng không phải là một ngoại lệ Y học là một trong những lĩnh vực ứng dụng tiềm năng và là một trong số ít lĩnh vực ứng dụng thuộc ngành khoa học của mô phỏng Cho đến nay, lĩnh vực nổi bật trong. .. diện trong môi trường ảo Không - Thấp Trung bình Cao Trung bình Cao 1.1.3 Một số ứng dụng mô phỏng và mô phỏng 3D Cũng như nhiều ngành công nghệ khác, Mô phỏng chỉ thực sự được phát triển ứng dụng rộng rãi trong những năm gần đ y nhờ vào sự phát triển của tin học (phần mềm và phần cứng) Ng y nay mô phỏng đã trở thành một ngành công nghiệp và thị trường mô phỏng tăng trưởng hàng năm khoảng 21% và dự... của người sử dụng Vì v y Mô phỏng đã đang trở thành một công cụ hữu hiệu trong giáo dục, đặc biệt là một phương tiện giáo dục và đào tạo hết sức mạnh đối với một số ngành nghề chi phí tốn kém và nguy hiểm đòi hỏi phải thực hành, ví dụ như: huấn luyện tập nh y dù, tập lái xe, v.v thì việc ứng dụng mô phỏng là cực kỳ cần thiết Hình 1.9 Ứng dụng công nghệ mô phỏng trong huấn luyện tập nh y dù Tất cả những... trường toàn cầu), mô phỏng ứng đầu danh sách 10 công nghệ chiến lược năm 2009 Thị trường mô phỏng tại Mỹ trong các lĩnh vực giáo dục phẫu thuật y khoa và một số lĩnh vực khác được ước đạt 290 triệu USD vào năm 2010 (theo Neurovr.org) Ứng dụng của Mô phỏng có thể th y được rất nhiều trong thế giới hàng ng y của chúng ta Xét về khía cạnh ứng dụng một số lĩnh vực ứng dụng 11 chính đang có khuynh hướng phát... chủ y u là bỏ đi, không có khả năng dùng lại rất lãng phí và v.v Hơn nữa, việc x y dựng phần mềm ứng dụng trong ngành y tế còn có nhiều hạn chế, nhất là ở Việt Nam hiện nay phần mềm hỗ trợ giảng d y trong y tế vẫn là mảng đang bị bỏ ngỏ, chưa có đầu tư nào thích đáng phù hợp cho tình hình hiện nay Tương tự là những ứng dụng về mô phỏng 18 trong chuẩn đoán bệnh hoặc luyện nghề của các trường học và các... vực nổi bật trong y học áp dụng thành công công nghệ mô phỏng là giả lập giải phẫu (Surgical Simulation) Trên cơ sở các kỹ thuật đồ hoạ m y tính và Mô phỏng, hệ thống đào tạo y học n y bao gồm hai bộ phận cơ bản: Khối tương tác ba chiều là mô hình sinh thể ảo cho phép người sử dụng thực hiện các thao tác giải phẫu thông qua các dụng cụ giải phẫu ảo; Khối giao diện người dùng hai chiều cung cấp những... Nam Giải pháp mô phỏng 360 trên trang web http://www.vr360.vn Hình 1.10 Ứng dụng công nghệ mô phỏng 3D trong Du lịch 1.1.3.3 Giải trí Giải trí hiện nay đ y là ngành đạt được nhiều thành tựu và lợi nhuận về tài chính Trong giải trí nó có thể chia làm hai lĩnh vực chính đó là điện ảnh 13 và game Trong điện ảnh ng y nay với sự phát triển của kỹ thuật và công nghệ mô phỏng người ta đã có thể x y dựng các... cực với m y tính Mô phỏng 3D là công nghệ sử dụng các kỹ thuật mô hình hoá không gian ba chiều với sự hỗ trợ của các thiết bị đa phương tiện hiện đại để x y dựng một thế giới mô phỏng bằng m y tính – môi trường ảo (virtual environment) Trong thế giới ảo n y, người sử dụng không còn được xem như người quan sát bên ngoài, mà đã thực sự trở thành một phần của hệ thống Một cách lý tưởng, người sử dụng có... ta th y các kỹ thuật thực hiện các thao tác y giảng v.v Trong việc học giải phẫu học là vẽ ra một hình ảnh ba chiều của tất cả các cơ quan bộ phận trong cơ thể Đồng thời có thể tách rời các cơ quan bộ phận ra để quan sát một cách chi tiết để mô tả, xác định những mốc chính, những chi tiết quan trọng để xác định và vận dụng vào thực tế lâm sàng 19 Chương 2 MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG MÔ PHỎNG 3D 2.1 Tạo mô hình... toàn trong một thế giới ảo mà ở đó có thể quay 360 0 và tương tác với vật có cảm giác như tương tác với vật thật - Găng tay dữ liệu (Data Gloves): Về hình dạng giống như găng tay thường nhưng có gắn các thiết bị cảm biến (Sensor) Thiết bị n y theo dõi sự thay đổi về vị trí và cử chỉ trên bàn tay Mỗi cử chỉ quy định một hành vi khác nhau của người sử dụng trong môi trường ảo Bằng cách n y người sử dụng ... kết mô Trình b y số mô hình để x y dựng hình ảnh ba chiều xương sọ Ứng dụng mô xương sọ x y dựng giảng cho sinh viên Chương KHÁI QUÁT VỀ MÔ PHỎNG VÀ MÔ PHỎNG 3D TRONG Y HỌC 1.1 Khái quát mô mô... 1.2 Mô 3D Y học Ng y nay, công nghệ hình ảnh mô 3D thu hút sự chú y của nhiều người và lĩnh vực y học ngoại lệ Y học lĩnh vực ứng dụng tiềm số lĩnh vực ứng dụng thuộc ngành khoa học mô. .. trình b y chương: Chương 1: Khái quát mô mô 3D y học Trong chương cung cấp cho ta nhìn tổng quan mô mô 3D, đồng thời cung cấp nhìn khái quát ứng dụng mô 3D y học Chương 2: Một số vấn đề mô 3D Tại