Mô hình hóa 3d hệ tiêu hóa trong thực tại ảo

DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂNHình 1.1 Một hệ thống VR tại Viện Fraunhofer CHLB Đức 7 Hình 1.4 Công nghệ cho phép phục chế những di sản đang gặp nguy hiểm, với bầu không khí và bối cản

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung bản luận văn này là do tôi tự bản thân sưu tầm, tìm hiểu, nghiên cứu phân tích dưới sự hướng dẫn của thày giáo hướng dẫn để hoàn thành

Phần mã nguồn của chương trình đều do tôi tự thiết kế và xây dựng, trong đó có sử dụng một số thư viện chuẩn và các thuật toán được các tác giả xuất bản công khai và miễn phí trên mạng Internet

Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính pháp lý quá trình nghiên cứu khoa học của luận văn này

Thái Nguyên - Tháng 6 năm 2015

NGƯỜI CAM ĐOAN

Nguyễn Tiến Công

LỜI CÁM ƠN

Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn tới thày giáo hướng dẫn, người

đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp những tài liệu rất hữu ích để em

có thể hoàn thành luận văn

Xin cảm ơn Ban Giám hiệu, bộ phận Sau đại học thuộc Phòng Đào tạo

và các thày, cô giáo Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ, hướng dẫn em về mọi mặt trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn

Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thày, cô giáo Viện Công nghệ Thông tin quốc gia, Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông - Đại học Thái Nguyên đã truyền đạt kiến thức và phương pháp nghiên cứu khoa học trong suốt thời gian học vừa qua

Xin chân thành cảm ơn các anh chị em học viên Cao học K12C

và các bạn đồng nghiệp đã động viên, khích lệ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu

Và tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, những người luôn động viên, khuyến khích và giúp đỡ về mọi mặt để tôi có thể hoàn thành công việc nghiên cứu và hoàn thành bản luận văn./

Thái Nguyên - Tháng 6 năm 2015

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Tiến Công

MỤC LỤC

Phần mở đầu 1

Chương 1 KHÁI QUÁT VỀ THỰC TẠI ẢO VÀ MÔ HÌNH HÓA 3D 4 1.1 Khái quát về thực tại ảo 4

1.1.1 Sơ lược lịch sử hình thành và phát triển 4

1.1.2 Một số ứng dụng cơ bản của thực tại ảo 9

1.2 Mô hình hóa 3D trong thực tại ảo 10

Chương 2 MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG MÔ HÌNH HÓA 3D HỆ TIÊU HÓA 17 2.1 Hệ tiêu hóa 17

2.1.1 Mô tả cấu tạo hệ tiêu hóa của người 17

2.1.2 Mô phỏng cấu tạo hệ tiêu hóa của người 17

2.2 Công cụ mô hình hóa 3D 28

2.2.1 Tổng quan về mô hình hóa 3D 28

2.2.2 Mô hình hóa 3D 28

2.2.3 Các kỹ thuật dựng hình chính 3D 30

2.3 Các kỹ thuật tạo đối tượng 33

2.3.1 Các lọai mô hình tạo đối tượng 33

2.3.2 Hai kỹ thuật tạo mô hình 41

2.3.2.1 Tạo mô hình theo hướng liên tục 42 2.3.2.2 Tạo mô hình theo hướng rời rạc 43 2.3.3 Nghệ thuật tạo mô hình 47

2.4 Hoàn thiện bề mặt mô hình (Texturing) 48

2.4.1 Thêm tính chất bề mặt cho mô hình (Texturing) 48

2.4.2 Kết xuất(Rendering) 50

Chương 3 CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM 52 3.1 Yêu cầu bài toán 52

3.2 Phân tích, lựa chọn công cụ 52

3.3 Một số kết quả của chương trình thử nghiệm 54

3.4 Phân tích đánh giá kết quả 57

Kết luận 59

Tài liệu tham khảo 61

DANH MỤC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN

Hình 1.1 Một hệ thống VR tại Viện Fraunhofer (CHLB Đức) 7

Hình 1.4 Công nghệ cho phép phục chế những di sản đang gặp nguy hiểm,

với bầu không khí và bối cảnh của các tòa nhà thuộc thời đại đó 11 Hình 1.5 Bảo tàng 3D ở gần công viên quốc gia Mures Floodplain

Hình 2.5 Từ trái sang phải là các thao tác dịch chuyển, xoay, co giãn, ứng

Hình 2.7 Khung dựng của một quả bóng, được tạo ra sau bước tạo mô hình 32 Hình 2.8 Quả bóng sau khi đã qua bước thể hiện 32

Hình 2.10 Các đối tượng nguyên thuỷ của Polygon 35

Hình 2.12 Minh họa tiến trình dựng một chiếc búa bằng mô hình Polygon 36 Hình 2.13 Minh họa tiến trình dựng một chiếc búa bằng mô hình Polygon 36

Hình 2.15 So sánh số điểm điều khiển giữa mô hình polygon và Nurbs 38

Hình 2.17 Các đối tượng nguyên thủy của Nubrs 40 Hình 2.18 Minh hoạ một quá trình tạo một bàn tay bằng subdivision surface 41 Hình 2.19 Minh họa cách tạo bàn tay theo hướng liên tục 43 Hình 2.20 Minh họa cách tạo bàn tay theo hướng liên tục 43 Hình 2.21 Minh họa cách tạo bàn tay theo hướng liên tục 44 Hình 2.22 Minh họa cách tạo bàn tay theo hướng liên tục 44

Hình 2.23 Minh họa mô hình người theo hướng rời rạc 45 Hình 2.24 Minh họa mô hình người theo hướng rời rạc 45 Hình 2.25 Minh họa mô hình người theo hướng rời rạc 45 Hình 2.26 Minh họa mô hình người theo hướng rời rạc 46 Hình 2.27 Minh họa mô hình người theo hướng rời rạc 46 Hình 2.28 Minh họa mô hình người theo hướng rời rạc 46

Hình 2.29 Minh họa mô hình người theo hướng rời rạc 47

Hình 3.5 Mô hình 3D ruột non, ruột già và ruột thừa 57

Hình 3.7-8 Xoay và quan sát được các góc nhìn của mô hình 3D hệ tiêu hóa 58

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Trong thực tế hiện nay, ngành Y nói chung và các cơ sở đào tạo y khoa, các viện nghiên cứu, bệnh viện trên toàn quốc nói riêng đang rất cần cơ thể người thật (xác) để phục vụ cho công tác nghiên cứu, giải phẫu, thực tập các thao tác nội soi, và hơn ai hết, các thày thuốc và sinh viên ngành Y là những người cảm nhận sâu sắc về giá trị thực tiễn khi được nghiên cứu, thực hành phẫu thuật trên cơ thể người thật trong những ca mổ, các đề tài nghiên cứu y khoa Để có được xác người đạt yêu cầu thì chủ yếu đều từ nguồn hiến xác tự nguyện là chính Tuy nhiên, nguồn này cũng bị hạn chế bởi nhu cầu lớn của hàng ngàn cơ sở y tế

Trong những năm gần đây, sự phát triển của công nghệ đồ họa máy tính

đã làm thay đổi hoàn toàn việc tương tác giữa người và máy Nhờ đó mà một loạt các ứng dụng đồ họa máy tính ra đời, đáp ứng được nhiều nhu cầu của xã hội Cụ thể như trong các lĩnh vực : giải trí, y tế, xây dựng, văn hóa, quân sự Xuất phát từ tình hình thực tế như vậy, ngành Y cũng đang triệt để ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT) để phục vụ cho nhu cầu của ngành mình Trên thế giới hiện nay đã sử dụng những công nghệ mô hình hóa cơ thể người thật trên không gian 3 chiều ảo để phục vụ cho nghiên cứu, thực hành phẫu thuật

và những mục đích có liên quan Với công nghệ mô phỏng trên máy tính hiện nay, cơ thể người đã được hiện thị nhiều chiều trong không gian ảo, hay còn gọi là thực tại ảo (VR - Virtual Reality)

Đề tài xin đề xuất hướng nghiên cứu mô hình hóa 3D trong thực tại ảo cho một trong những thành phần cơ thể của con người theo lý thuyết xử lý ảnh, các thuật toán kỹ thuật và ứng dụng vào mô hình thực tế được xác định là

sẽ có ý nghĩa về lý thuyết và ứng dụng trong cuộc sống nói chung, cho ngành

Y nói riêng Vì những lý do trên, tôi chọn đề tài :

"MÔ HÌNH HÓA 3D HỆ TIÊU HÓA TRONG THỰC TẠI ẢO"

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1 Đối tượng

+ Đặc tả đối tượng hệ thống tiêu hóa của người trên công nghệ 3D

+ Các thuật toán kỹ thuật và ứng dụng thử nghiệm

+ Nghiên cứu ứng dụng xử lý ảnh 3D cho đối tượng

2.2 Phạm vi nghiên cứu

+ Lý thuyết:

- Nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết xử lý ảnh

- Mô hình hóa hệ thống tiêu hóa của người trên công nghệ 3D

- Phân tích, biểu diễn mô hình

+ Thực nghiệm:

- Nghiên cứu mô phỏng 3D hệ thống tiêu hóa của người

- Biểu diễn mô hình

3 Hướng nghiên cứu của đề tài

- Nghiên cứu lý thuyết, thu thập, phân tích các tài liệu có liên quan đến đối tượng của đề tài

- Nghiên cứu, xây dựng mô hình 3D hệ tiêu hóa của người trong thực tại

ảo (VR)

- Đánh giá, quan sát và hiệu chỉnh đối tượng 3D theo nhiều góc nhìn, phóng to thu nhỏ hệ tiêu hóa nhằm phục vụ cho các yêu cầu thực tế

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu tài liệu, đọc hiểu các kiến

thức cơ bản về kỹ thuật xử lý ảnh, về mô hình khoa học về hệ thống tiêu hóa của người

- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Nghiên cứu, phân tích và lựa

chọn giải pháp công nghệ biểu diễn mô hình hóa ảnh 3D cho hệ thống tiêu hóa của con người

- Phương pháp trao đổi khoa học: Trao đổi hướng nghiên cứu với người

hướng dẫn, các đối tác có liên quan để đề xuất và giải quyết các nội dung luận văn đề ra

- Kết quả : Kiểm tra, thử nghiệm, biểu diễn và đánh giá kết quả

5 Mục tiêu ý nghĩa khoa học của đề tài

- Xây dựng mô hình hóa 3D (thực tại ảo) đối tượng là hệ tiêu hóa của người dựa trên lý thuyết xử lý ảnh;

- Nghiên cứu, phân tích lựa chọn cung cấp chức năng mô hình hóa đối tượng 3D, thao tác trình diễn đối tượng trong môi trường không gian 3D;

- Là cơ sở để giải quyết vấn đề biểu diễn được mô hình 3D toàn bộ cơ thể con người trên môi trường ảo có ý nghĩa về khoa học và ứng dụng trong thực tế

Chương 1

KHAI QUÁT VỀ THỰC TẠI ẢO VÀ MÔ HÌNH HÓA 3D

1.1 KHÁI QUÁT VỀ THỰC TẠI ẢO

1.1.1 Sơ lược lịch sử hình thành và phát triển

Thực tại ảo(tiếng Anh làvirtual reality, viết tắt là VR) hay còn gọi là

thực tế ảo là thuật ngữ miêu tả một môi trường mô phỏng bằng máy tính Đa phần các môi trường thực tại ảo chủ yếu là hình ảnh hiển thị trên màn hình máy tính hay thông qua kính nhìn 3 chiều, tuy nhiên một vài mô phỏng cũng

có thêm các loại giác quan khác khác như âm thanh hay xúc giác

Công nghệ thực tại ảolà một thuật ngữ mới xuất hiện khoảng đầu thập

kỷ 90, nhưng thực sự phát triển mạnh trong vòng vài năm trở lại đây Theo dự đoán của Gartner (tổ chức nghiên cứu thị trường toàn cầu), VR đứng đầu danh sách 10 công nghệ chiến lược năm 2009 Tại Mỹ và châu Âu thực tại ảo (VR)

đã và đang trở thành một công nghệ mũi nhọn nhờ khả năng ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực (nghiên cứu và công nghiệp, giáo dục và đào tạo, du lịch, dịch vụ bất động sản, thương mại và giải trí, ) và tiềm năng kinh tế, cũng như tính lưỡng dụng (trong dân dụng và quân sự) của nó

Các nhà khoa học đã nghiên cứu VR từ nhiều năm nay và đã thừa nhận

VR là một công nghệ có tiềm năng ứng dụng vô cùng lớn Nhiều bài báo, chương trình giới thiệu truyền hình, hội thảo, đã miêu tả VR theo nhiều cách khác nhau về ứng dụng VR vào cuộc sống

Các yêu cầu đối với một hệ thống VR : Vậy VR như thế nào ? Trước hết chúng ta hãy giải thích nó qua khía cạnh chức năng VR là một hệ thống mô phỏng trong đó đồ họa máy tính được sử dụng để tạo ra một thế giới "như thật" Hơn nữa, thế giới "nhân tạo" này không tĩnh tại, mà lại phản ứng, thay đổi theo ý muốn (tín hiệu vào) của người sử dụng (nhờ hành động, lời nói, ) Điều này xác định một đặc tính chính của VR, đó là tương tác thời gian thực (real-time interactivity) Thời gian thực ở đây có nghĩa là máy tính có khả

năng nhận biết được tín hiệu vào của người sử dụng và thay đổi ngay lập tức thế giới ảo Người sử dụng nhìn thấy sự vật thay đổi trên màn hình ngay theo

ý muốn của họ và bị thu hút bởi sự mô phỏng này Điều này, chúng ta có thể nhận thấy ngay khi quan sát trẻ nhỏ chơi Video game Theo báo Bild (Đức),

có hai trẻ nhỏ ở Anh bị thu hút và mải mê chơi Nintendo đến nỗi ngay cả khi nhà chúng đang bị cháy cũng không hề hay biết! Tương tác và khả năng thu hút của VR góp phần lớn vào cảm giác đắm chìm (immersion), cảm giác trở thành một phần của hành động trên màn hình mà người sử dụng đang trải nghiệm Nhưng VR còn đẩy cảm giác này "thật" hơn nữa nhờ tác động lên tất

cả các kênh cảm giác của con người Trong thực tế, người dùng không những nhìn thấy đối tượng đồ họa 3D nổi (như hình nổi ở trang cuối báo Hoa học trò

đã đăng trước kia), điều khiển (xoay, di chuyển, ) được đối tượng trên màn hình (như trong game), mà còn sờ và cảm thấy chúng như có thật Ngoài khả năng nhìn (thị giác), nghe (thính giác), sờ (xúc giác), các nhà nghiên cứu cũng

đã nghiên cứu để tạo các cảm giác khác như ngửi (khứu giác), nếm (vị giác) Tuy nhiên, hiện nay trong VR các cảm giác này cũng ít được sử dụng đến

Từ các phân tích trên, chúng ta có thể thấy định nghĩa sau đây của C Burdea và P.Coiffet về VR là tương đối chính xác: VR-Thực tại ảo là một hệ thống giao diện cấp cao giữa Người sử dụng và Máy tính Hệ thống này mô phỏng các sự vật và hiện tượng theo thời gian thực và tương tác với người sử dụng qua tổng hợp các kênh cảm giác Đó là ngũ giác gồm: thị giác, thính giác, xúc giác, khứu giác, vị giác Khái niệm này tương đối sát thực tế, tuy nhiên "trăm nghe không bằng một thấy", cho dù bạn có tưởng tượng đến đâu cũng chỉ có thể "hình dung" chứ không thể "cảm thấy" một VR Theo ý kiến của nhiều chuyên gia, mặc dù nghiên cứu lý thuyết nhiều về VR, nhưng chỉ tới khi họ được thực hành trực tiếp trong một CAVE (một hệ thống VR) thì mới cảm nhận hết một thế giới VR kỳ diệu như thế nào Hy vọng trong tương lai gần, tại Việt nam sẽ có một hệ thống VR đầy đủ để chúng ta có thể cảm nhận được sự sáng tạo vĩ đại của con người

Hình 1.1 Một hệ thống VR tại Viện Fraunhofer (CHLB Đức)

Như trên đã trình bày, 2 đặc tính chính của VR là Tương tác và Đắm chìm, đây là hai "I" (Interactive, Immersion) mà nhiều người đã biết Tuy nhiên VR cần có 1 đặc tính thứ 3 mà ít người để ý tới VR không chỉ là một

hệ thống tương tác Người- Máy tính, mà các ứng dụng của nó còn liên quan tới việc giải quyết các vấn đề thật trong kỹ thuật, y học, quân sự, Các ứng dụng này do các nhà phát triển VR thiết kế, điều này phụ thuộc rất nhiều vào khả năng tưởng tượng của con người, đó chính là đặc tính "I" (Imagination) thứ 3 của VR Do đó, có thể coi VR là tổng hợp của 3 yếu tố: Tương tác-Đắm chìm-Tưởng tượng, (3 chữ I trong tiếng Anh: Interactive-Immersion- Imagination) như trong hình sau thể hiện

Hình 1.2 Ba đặc tính của VR

Tổng quát một VR bao gồm những 5 thành phần sau:

Hình 1.3 Các thành phần một VR

Trong nội dung này chỉ tập chung giới thiệu vào SW (phần mềm) và HW (phần cứng), còn các thành phần khác: Mạng liên kết, Người dùng, Các ứng dụng sẽ không đề cập

Phần cứng (Hardware) của một VR bao gồm:

1 Máy tính (PC hay Workstation với cấu hình đồ họa mạnh)

2 Các thiết bị đầu vào (Input devices): là các thiết bị có khả năng kích thích các giác quan để tạo nên cảm giác hiện hữu trong thế giới ảo gồm

có : Bộ dò vị trí (position tracking) để xác định vị trí quan sát Bộ giao diện định vị (Navigation interfaces) để di chuyển vị trí người sử dụng

Bộ giao diện cử chỉ (Gesture interfaces) như găng tay dữ liệu (data glove) để người sử dụng có thể điều khiển đối tượng

3 Các thiết bị đầu ra (Output devices): gồm hiển thị đồ họa (như màn hình, mũ đội đầu có màn hiển thị HDM, ) để nhìn được đối tượng 3D nổi Thiết bị âm thanh (loa) để nghe được âm thanh vòm (như Hi-Fi, Surround, ) Bộ phản hồi cảm giác (Haptic feedback như găng tay, )

để tạo xúc giác khi sờ, nắm đối tượng Bộ phản hồi xung lực (Force

Feedback) để tạo lực tác động như khi cưỡi ngựa, đạp xe, đi đường xóc,

Phần mềm (Software) luôn là linh hồn của VR cũng như đối với bất cứ

một hệ thống máy tính hiện đại nào Về mặt nguyên tắc có thể dùng bất cứ ngôn ngữ lập trình hay phần mềm đồ họa nào để mô hình hóa (modelling) và

mô phỏng (simulation) các đối tượng của VR Ví dụ, như các ngôn ngữ (có thể tìm miễn phí) OpenGL, C++, Java3D, VRML, X3D, hay các phần mềm thương mại như WorldToolKit, PeopleShop, Phần mềm của bất kỳ VR nào cũng phải bảo đảm 2 công dụng chính: Tạo hình vào Mô phỏng Các đối tượng của VR được mô hình hóa nhờ chính phần mềm này hay chuyển sang

từ các mô hình 3D (thiết kế nhờ các phần mềm CAD khác như AutoCAD, 3D Studio, ) Sau đó phần mềm VR phải có khả năng mô phỏng động học, động lực học, và mô phỏng ứng xử của đối tượng

Bộ giả lập thực tại (reality simulator) bao gồm hệ thống máy tính, phần cứng ngoại vi, thiết bị đồ họa và các thiết bị đa phương tiện cung cấp cho bộ tác động những thông tin giác quan cần thiết được xem là trái tim của hệ thống thực tế ảo Chẳng hạn, trong hệ thống mô phỏng cabin lái máy bay, ô

tô, tàu biển… thì mô hình cabin là “reality simulator” Các thiết bị mô phỏng

hệ thống cabin tạo ra một môi trường ảo, trong đó người sử dụng điều khiển thiết bị giả lập và nhận được cảm giác như khi thao tác ở môi trường thực tế Thí dụ như một người sử dụng VR và có cảm nhận như đang học lái xe với các găng tay có cảm biến điều khiển thao tác lái xe bằng cách nhìn vào màn hình nối với hệ thống máy tính mô phỏng đặt ở xa Ðây là một thí dụ về ứng dụng VR để luyện tập lái xe Khi nào cảm thấy thành thạo mới lái trong thực

tế, như vậy rất an toàn và thành công

Công cụ quan trọng khác là mũ đội đầu có màn hiển thị (HMD- Mounted Display), mũ này có bộ ống nhòm vạn năng điều hướng (Boom - Binocular Omni Orientation Monitor) Người sử dụng đội mũ, đeo kính đặc biệt và qua ống nhòm nhìn trực tiếp lên màn hình của mũ đội đầu nối với máy

Head-tính mô phỏng, thấy rõ môi trường 3D Khi quay đầu sẽ thấy môi trường biến động theo chiều quay như trong thực tiễn

Bộ đôi găng tay dữ liệu sẽ tác động khi các ngón tay của người sử dụng chạm vào các bộ cảm biến, ra các lệnh điều khiển các đối tượng trên màn hình

mô phỏng Còn có nhiều công cụ tinh vi khác, tùy theo nhu cầu tác động lên môi trường VR, làm cho hoạt động hết sức phong phú

Lịch sử phát triển của VR thực tế không phải là một phát minh mới, mà ngay từ năm 1962 Morton Heilig (Mỹ) đã phát minh ra thiết bị mô phỏng SENSORAMA Tuy nhiên, cũng như nhiều ngành công nghệ khác, VR chỉ thực sự được phát triển ứng dụng rộng rãi trong những năm gần đây nhờ vào

sự phát triển của tin học (phần mềm) và máy tính (phần cứng) Ngày nay VR

đã trở thành một ngành công nghiệp và thị trường VR tăng trưởng hàng năm khoảng 21% và dự tính đạt khoảng 3,4 tỷ $ năm 2005 (theo Machover, 2004)

=> Theo dự đoán của Gartner (tổ chức nghiên cứu thị trường toàn cầu), VR đứng đầu danh sách 10 công nghệ chiến lược năm 2009 và là hướng lựa chọn đầu tư phát triển tiềm năng của tương lai

1.1.2 Một số ứng dụng cơ bản của thực tại ảo

Tại các nước phát triển, chúng ta có thể nhận thấy VR được ứng dụng trong mọi lĩnh vực: Khoa học kỹ thuật, kiến trúc, quân sự, giải trí, du lịch, địa ốc và đáp ứng mọi nhu cầu: Nghiên cứu- Giáo dục- Thương mại-dịch vụ Y học, du lịch là lĩnh vực ứng dụng truyền thống của VR Bên cạnh đó VR cũng được ứng dụng trong giáo dục, nghệ thuật, giải trí, du lịch ảo (Virtual Tour), bất động sản Trong lĩnh vực quân sự, VR cũng được ứng dụng rất nhiều ở các nước phát triển Bên cạnh các ứng dụng truyền thống ở trên, cũng có một

số ứng dụng mới nổi lên trong thời gian gần đây của VR như: VR ứng dụng trong sản xuất, VR ứng dụng trong ngành rôbốt, VR ứng dụng trong hiển thị thông tin (thăm dò dầu mỏ, hiển thị thông tin khối, ứng dụng cho ngành du lịch, ứng dụng cho thị trường bất động sản ) VR có tiềm năng ứng dụng vô

cùng lớn Có thể nói tóm lại một điều: Mọi lĩnh vực "có thật " trong cuộc sống đều có thể ứng dụng "thực tế ảo" để nghiên cứu và phát triển hoàn thiện hơn

1.2 MÔ HÌNH HÓA 3D TRONG THỰC TẠI ẢO

Hiện nay, thực tại ảo giúp các nhà nghiên cứu khoa học về lịch sử có thể duy trì các di sản văn hóa, cụ thể như nhóm Miralab đã phát triển các mô hình thực tại ảo của hai thánh đường Hồi giáo Thổ Nhĩ Kỳ thuộc niên đại OTSman, thế kỷ 16, cho phép “du khách” vãn cảnh và khám phá tòa dinh thự trong thời gian thực Cả hai công trình này đều là di sản văn hóa thể giới tại thành phố Istanbul của Thổ Nhĩ Kỳ Lúc mới xây dựng, cùng vào thế kỷ 6, thánh đường Hagia Sofia vốn là một nhà thờ Thiên Chúa giáo, còn thánh đường Aya Sofya từng là nhà thờ thánh Sergius và Bacchus

Hình 1.4 Công nghệ cho phép phục chế những di sản đang gặp nguy hiểm, với bầu không khí và bối cảnh của các tòa nhà thuộc thời đại đó

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng sơ đồ kiến trúc, cùng những bức ảnh và video độ phân giải cao để tạo nên hình mẫu ảo của các thánh đường Cùng với các tòa nhà, họ còn tạo ra những nhân vật ảo, trong đó có cả một thầy tế, để

mô phỏng những buổi hành lễ vào thứ sáu hàng tuần của kỷ nguyên OTSman Người xem có thể dùng chuột để khảo sát những mô hình này trong thời gian thực, zoom sát lại để nhìn ngắm chi tiết của các bức tranh khảm trên tường hoặc lùi ra xa để quan sát toàn cảnh nội thất tòa thánh đường

Từng chi tiết nhỏ như đồ nội thất, màu sắc và kết cấu của các công trình đều được tạo hình trung thực với lịch sử Thêm vào đó, khung cảnh, ánh sáng

và âm thanh cũng thay đổi theo vị trí của con trỏ

Mục đích của dự án là cung cấp một lựa chọn mới thay cho những tấm ảnh hoặc sơ đồ của các vật tạo tác, đồng thời giúp những người muốn tìm

hiểu lịch sử được đắm chìm trong không khí của quá khứ Nedjma Yazli, thành viên nhóm nghiên cứu Miralab nhận xét: "Công nghệ này cho phép phục chế những di sản đang gặp nguy hiểm, với bầu không khí và bối cảnh của các tòa nhà thuộc thời đại đó Chúng tôi đang cố gắng tạo ra ấn tượng về sự du hành ngược thời gian Những minh họa này, được thể hiện với hình ảnh ba chiều và âm thanh nổi trên màn hình lớn, sẽ giúp người xem cảm thấy như mình đang ở trong tòa nhà”

Cadi-Nhóm Miralab cho biết, công trình của họ đưa ra được phương thức chiêm nghiệm quá khứ với công nghệ thực tại ảo, trong khi việc phục chế hoàn toàn các di tích sẽ rất tốn kém, mất nhiều thời gian hoặc không thực tế Kiến trúc sư Claudiu Ionescu người Romania đã thực hiện thành công bảo tàng ảo 3D ở gần công viên quốc gia Mures Floodplain tại thị trấn Pecica

Hình 1.5 Bảo tàng 3D ở gần công viên quốc gia Mures Floodplain (Romania)

Bảo tàng 3D này thoạt trông như một nhà thờ Ngoài kiến trúc bất thường, bảo tàng còn là nơi hội tụ những công nghệ 3D mới nhất, cho phép khách đến tham quan có thể truy cập vào nhiều bảo tàng trên thế giới và ngắm hầu hết hiện vật được trưng bày trong đó

Tạp chí Gizmag dẫn lời Claudiu Ionescu cho biết đó là một bảo tàng kỹ thuật số, người dùng có thể truy cập vào bất kỳ bảo tàng thật nào trên thế

giới, trải qua thử nghiệm thú vị với các màn hình cảm ứng 45 inch Chỉ với diện tích khiêm tốn 125m2 nhưng nhờ kỹ thuật số dễ dàng chuyển hình hiển thị nên khách tham quan có thể ngắm đồ vật khắp nơi Phần thân chính của bảo tàng bằng bê tông cốt thép, mặt tiền làm bằng nhôm, mái nhà lợp thêm các tế bào quang năng để cung cấp năng lượng, tốn 160.500 USD và chỉ làm trong 5 tháng

Tại Việt Nam, công tác hồi sinh thành Thăng Long bằng công nghệ thực tại ảo, chỉ cần nhấn chuột vài lần là người xem có thể zoom sát lại để ngắm các chi tiết của đền Ngọc Sơn - một di tích lịch sử quan trọng ở Hà Nội, xem các bức tranh khảm trên tường, đồng thời cũng có thể lùi ra xa để quan sát toàn bộ khuôn viên đền

Hình 1.6 Đền Ngọc Sơn (bên hồ Hoàn Kiếm) được tái hiện

bằng công nghệ thực tại ảo (Ảnh: SGGP)

Đây chỉ là một ví dụ trong dự án hồi sinh thành Thăng Long bằng công nghệ thực tại ảo, do nhóm chuyên gia công nghệ thông tin ở Hà Nội với 12 thanh niên còn rất trẻ thực hiện Kỹ sư Nguyễn Văn Trường, thuộc Trung tâm Công nghệ mô phỏng, Học viện Kỹ thuật quân sự, 1 trong 4 “hạt nhân” của

nhóm cho biết: “Chúng tôi đã bước đầu xây dựng được Chương trình sử dụng công nghệ thực tại ảo để tái hiện lại hình ảnh của các di tích lịch sử tại Hà Nội Công nghệ thực tại ảo hiện đang phát triển trên thế giới và đã được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau” Từng chi tiết nhỏ như đồ nội thất, màu

sắc và kết cấu của các công trình đều được tạo hình trung thực với lịch sử Khung cảnh, ánh sáng và âm thanh cũng thay đổi theo vị trí quan sát Một

thành viên của nhóm cho biết: “Chương trình mà nhóm nghiên cứu đang nỗ

lực xây dựng sẽ giúp cho người xem tương tác với di tích với cảm giác hết sức sống động Họ không chỉ được cung cấp thông tin về di tích, mà còn có được rất nhiều cảm xúc “sống thực trong không gian ảo” Đó là hiệu ứng của công nghệ số, là điều hết sức thú vị cho khách tham quan”

Tại nhiều nước trong khu vực như Nhật Bản, Thái Lan , công nghệ thực tại ảo đã đem lại hiệu quả rất lớn trong công tác bảo tồn và phục chế các di sản kiến trúc Tuy nhiên, với nhóm nghiên cứu trẻ này của Việt Nam, hiện tại,

do nhiều hạn chế về kiến thức lịch sử, nhân lực, kinh phí nên nhóm mới chỉ thu thập được những thông tin về hiện trạng, mà chưa có được những thông tin đầy đủ về lịch sử hình thành và tồn tại của các di tích để hoàn thiện với mục tiêu của đề án

Với một hệ thống thực tế ảo thì tính tương tác, các đồ họa 3 chiều thời gian thực và cảm giác đắm chìm được xem là các đặc tính then chốt

Tương tác thời gian thực (real-time interactivity): có nghĩa là máy tính

có khả năng nhận biết được tín hiệu vào của người sử dụng và thay đổi ngay lập tức thế giới ảo Người sử dụng nhìn thấy sự vật thay đổi trên màn hình ngay theo ý muốn của họ và bị thu hút bởi sự mô phỏng này

Cảm giác đắm chìm (immersion): là một hiệu ứng tạo khả năng tập trung

sự chú ý cao nhất một cách có chọn lọc vào chính những thông tin từ người sử dụng hệ thống thực tế ảo Người sử dụng cảm thấy mình là một phần của thế giới ảo, hòa lẫn vào thế giới đó VR còn đẩy cảm giác này “thật” hơn nữa nhờ tác động lên các kênh cảm giác khác Người dùng không những nhìn thấy đối tượng đồ họa 3D, điều khiển (xoay, di chuyển ) được đối tượng mà còn sờ và cảm thấy chúng như có thật Các nhà nghiên cứu cũng đang tìm cách tạo những cảm giác khác như ngửi, nếm trong thế giới ảo

Tính tương tác: có hai khía cạnh của tính tương tác trong một thế giới ảo:

sự du hành bên trong thế giới và động lực học của môi trường Sự du hành là khả năng của người dùng để di chuyển khắp nơi một cách độc lập, cứ như là đang ở bên trong một môi trường thật Nhà phát triển phần mềm có thể thiết

lập những áp đặt đối với việc truy cập vào những khu vực ảo nhất định, cho phép có được nhiều mức độ tự do khác nhau (Người sử dụng có thể bay, xuyên tường, đi lại khắp nơi hoặc bơi lặn…) Một khía cạnh khác của sự du hành là sự định vị điểm nhìn của người dùng Sự kiểm soát điểm nhìn là việc người sử dụng tự theo dõi chính họ từ một khoảng cách, việc quan sát cảnh tượng thông qua đôi mắt của một con người khác, hoặc di chuyển khắp trong thiết kế của một cao ốc mới như thể đang ngồi trong một chiếc ghế đẩy… Động lực học của môi trường là những quy tắc về cách thức mà người, vật và mọi thứ tương tác với nhau trong một trật tự để trao đổi năng lượng hoặc thông tin

VR không chỉ là một hệ thống tương tác giữa người và máy tính, mà các ứng dụng của nó còn liên quan tới việc giải quyết các vấn đề thật trong kỹ thuật, y học, quân sự, Các ứng dụng này do các nhà phát triển VR thiết kế

và điều này phụ thuộc rất nhiều vào khả năng tưởng tượng của con người để tạo ra một hệ thống thực tế ảo hoàn chỉnh Từ sự tưởng tượng thông minh, phong phú ấy nhà thiết kế mới có thể đưa ra các đồ họa ba chiều thời gian thực chính xác, bắt mắt, gây ấn tượng và tạo ra sự đắm chìm với người sử dụng VR có tiềm năng ứng dụng vô cùng to lớn và những ứng dụng đó phụ thuộc rất nhiều vào khả năng tưởng tượng của con

người

Từ "Ảo đến Thực", tại các nước phát triển

như Mỹ và châu Âu, VR đã và đang trở thành một

công nghệ mũi nhọn nhờ khả năng ứng dụng rộng

rãi trong mọi lĩnh vực: khoa học kỹ thuật, kiến

trúc, quân sự, giải trí, giáo dục, thương mại, y học,

sản xuất… Với một máy tính cài phần mềm xem

thực tại ảo, các kiến trúc sư có thể giúp khách

hàng của mình nhìn ngắm bên ngoài, xem xét bên

trong ngôi nhà mà họ sắp xây Khách hàng còn có thể tải thử các loại đồ nội thất ảo từ của một nhà cung cấp về bố trí trong nhà ảo xem có ưng ý hay

không Các bác sĩ có thể thử nghiệm phẫu thuật trên những bệnh nhân mô phỏng, vừa nâng cao tay nghề, vừa giảm nguy hiểm cho người bệnh Giới quân sự sử dụng công nghệ VR để mô phỏng chiến địa, tạo các thiết bị và môi trường ảo giúp tập bắn, tập lái xe tăng, lái máy bay, nhảy dù Các công ty du lịch có thể cho khách xem trước khách sạn và một phần quang cảnh địa phương nơi khách sắp đến du lịch Một số ứng dụng thực tế ảo thể hiện các hiệu ứng khó có thể đạt được trong những điều kiện thông thường như việc thể hiện các vụ thử hạt nhân, các thí nghiệm khoa học, các hệ thống điều khiển không lưu… Tại nhiều nước trong khu vực như Nhật Bản, Thái Lan…

VR đã đem lại hiệu quả rất lớn trong công tác bảo tồn và phục chế các di sản kiến trúc

Ứng dụng nhiều triển vọng khác của thực tế ảo là điều trị các chứng sợ, như sợ nói trước đám đông, sợ đi máy bay, sợ độ cao, côn trùng… bằng cách cho bệnh nhân tiếp xúc trực tiếp qua mô hình đồ họa của vật hay sự cố mà họ

sợ hãi Chẳng hạn như “thế giới nhện” là chương trình được thiết kế để giúp bệnh nhân trị chứng bệnh sợ nhện Với chương trình này, bệnh nhân có thể điều khiển bàn tay ảo, dần dần tiếp cận và làm quen với nhện Mục đích cuối cùng là giúp bệnh nhân có cảm giác cầm được một con nhện mà trước đó họ rất sợ hãi nhưng thật ra họ cầm một con nhện (ảo) trong bàn tay (ảo) Có thể nói không quá lời rằng với những người đó, thực tế ảo đã trở thành một liệu pháp điều trị mang tính cứu giúp họ

Một chuyến đi thực tế thông qua môi trường ảo rõ ràng là thú vị, đó là một trong những lý do của VR đang được khai thác tiềm năng trong các ngành công nghiệp giải trí Tại Nhật Bản, người ta đã xây dựng những “phòng trượt tuyết ảo” Tới đó, người chơi không chỉ được trượt tuyết thỏa thích mà còn tha hồ lựa chọn những bãi tuyết đẹp trên thế giới

Kết luận : Trên thực tế hiện nay, công nghệ VR đang phá vỡ những mảng tường chắn giữa thế giới thực và thế giới tưởng tượng Mặc dù, trong thời điểm hiện tại, chi phí để phát triển và đưa thiết bị, dịch vụ VR đến người dùng còn cao, nhưng tiềm năng ứng dụng của nó thật khó có thể bỏ qua Có

thể tóm lại một điều: mọi lĩnh vực “có thật “trong cuộc sống đều có thể ứng dụng “thực tế ảo” để nghiên cứu và phát triển hoàn thiện hơn

Chương 2

MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG MÔ HÌNH HÓA 3D HỆ TIÊU HÓA

2.1 HỆ TIÊU HÓA

2.1.1 Mô tả cấu tạo hệ tiêu hóa của người

Hệ tiêu hóa là hệ thống các cơ quan của động vật đa bào nói chung và của người nói riêng, với nhiệm vụ ăn, tiêu hóa thức ăn để tách lấy năng lượng

và dinh dưỡng, và đẩy các chất thải còn lại ra ngoài Thức ăn được đưa vào đường tiêu hóa và trải qua sự tiêu hoá, là quá trình phân hủy những phân tử lớn thức ăn thành những phân tử nhỏ hơn Tuy nhiên, những phân tử dinh dưỡng nhỏ phải rời khỏi hệ tiêu hóa và đi vào cơ thể ngay trước khi chúng có thể được sử dụng Điều này được hoàn thành bằng quá trình thứ hai được gọi

là sự hấp thu, khi các phân tử thức ăn đi qua các màng huyết tương của ruột non vào máu Quá trình tiêu hóa xảy ra trong đường tiêu hóa hoặc ống tiêu hoá, trải dài từ miệng đến hậu môn

Hệ tiêu hóa được chia thành từng phần, với mỗi phần thích nghi với từng chức năng riêng Ống tiêu hóa: miệng, hầu, thực quản, dạ dày, ruột non, ruột già, trực tràng, ống hậu môn và hậu môn Những cấu trúc phối hợp: răng, môi, má, lưỡi, tuyến nước bọt, tuỵ, gan và túi mật

Những thành phần của đường tiêu hóa có các chức năng chuyên biệt, nhưng tất cả đều được tạo bằng cùng những lớp mô cơ bản giống nhau Thành của ống từ trong ra ngoài: niêm mạc, dưới niêm mạc, lớp cơ và lớp thanh mạc

2.1.2 Mô phỏng cấu tạo hệ tiêu hóa của người

Sơ đồ mô phỏng hệ tiêu hóa của người :

Hình 2.1 Sơ đồ mô phỏng hệ tiêu hóa của người

2.1.2.1 Mô tả chung hệ tiêu hóa :

a) Cấu tạo:

Hệ tiêu hóa của người gồm hệ thống ống tiêu hóa và các tuyến tiêu hóa:

- Hệ thống ống tiêu hóa gồm: khoang miệng→hầu→thực quản→dạ dày→ruột non→ruột già.

- Các tuyến tiêu hóa gồm: tuyến nước bọt, tuyến gan, tuyến tụy và nhiều tuyến nhỏ nằm trong thành dạ dày và ruột non

Hình 2.2 Thiết đồ cắt đứng dọc qua đầu và cổ thể hiện ống tiêu hóa

1 Tiền đình miệng: Là một khoang hình móng ngựa.

- Giới hạn ở phía trước và phía bên là môi và má

- Giới hạn ở phía sau cung răng lợi

Tiền đình miệng thông với bên ngoài bởi lỗ miệng, thông với ổ miệng chính thức khi há miệng và khi ngậm miệng thì thông qua kẽ răng và qua hai

lỗ bên nằm sau phía răng hàm cuối cùng

2 Ổ miệng chính thức:

Giới hạn :

- Phía trên là vòm miệng được cấu tạo bởi khẩu cái cứng và một phần khẩu cái mềm

- Phía dưới là nền miệng có lưỡi

- Phia trước bên là cung răng lợi

- Phía sau thông với hầu

a Đặc điểm của lưỡi:

- Lưỡi được cấu tạo bởi một khối cơ vân, có vai trò quan trọng trong việc nhào trộn thức ăn, nói và nếm thức ăn

- Trên mặt lưỡi và hai bên lưỡi có các gai lưỡi có tác dụng thu nhận các kích thích về đau đớn và nóng lạnh Xen kẽ giữa các gai lưỡi có các nụ vị giác

có chức năng thu nhận các kích thích về vị giác

b Răng:

Cấu tạo chung của một răng gồm có ba phần:

- Thân răng (vành răng): Là phần ở phía trên lợi

- Chân răng: Là phần nằm trong huyệt răng

- Cổ răng:là chỗ thắt ở giữa có lợi bao quanh

Trên thiết đồ cắt đứng dọc qua một răng gồm có ba lớp:

+ Lớp trong cùng là tủy răng có mạch máu và thần kinh

+ Lớp giữa là ngà răng: Là một chất rắn, màu vàng

+ Lớp ngoài cùng: Ở vành răng được bao bọc bởi một tổ chức rắn hơn ngà răng,trong, bóng gọi là men răng Ở chân răng được phủ bởi một chất chắc màu vàng đục gọi là cement còn gọi là xương răng

Số lượng và công thức răng ở người có hai loại:

- Trẻ em là răng sữa:

+ Số lượng: 20 chiếc

+ Công thức cho 1/2 hàm: Răng cửa: 2/2; Răng nanh: 1/1; Răng hàm bé: 2/2

- Ở người lớn là răng vĩnh viễn:

+ Số lượng: 32 chiếc

+ Công thức cho 1/2 hàm: Răng cửa: 2/2; Răng nanh: 1/1; Răng hàm bé: 2/2; Răng hàm lớn: 3/3

2.1.2.3 Hầu (Họng):

1 Cấu tạo đại thể của hầu :

Là ngã tư của đường tiêu hóa và đường hô hấp Hầu gồm ba phần:

 Phần trên là tỵ hầu (hầu mũi) Tỵ hầu thông với hốc mũi bởi hai lỗ mũi

sau và thông với hòm nhĩ qua hai lỗ vòi nhĩ

 Phần giữa là khẩu hầu (hầu miệng) Khẩu hầu thông với ổ miệng qua

eo họng

 Phần dưới là thanh hầu (hầu thanh quản) Thanh hầu mở trực tiếp vào

thực quản ngang mức đốt cổ 6; 7 và thanh hầu cũng thông với thanh quản qua lỗ vào thanh quản

Như vậy, có 7 lỗ thông với hầu : hai lỗ vòi nhĩ, hai lỗ mũi sau, một lỗ eo họng, một lỗ thực quản, một lỗ thanh quản Khi nuốt chỉ có một lỗ mở thông hầu với thực quản, còn lỗ mũi sau, lỗ vòi nhĩ được màn hầu nâng lên khi cơ nâng màn hầu co (mỗi bên có 3 cơ); lỗ thanh quản được đóng bởi sụn nắp thanh quản

2 Cấu tạo vi thể của thành hầu:

Gồm 3 lớp:

* Lớp trong cùng là lớp niêm mạc: Trong lớp này có một tổ chức bạch huyết rất phát triển tạo thành các tuyến hạnh nhân bao quanh hầu

* Lớp giữa là lớp cơ được cấu tạo bởi cơ vân, gồm có:

- Cơ nâng hầu: Có 3 cơ Khi co có tác dụng nâng hầu lên cho động tác nuốt

- Cơ khít hầu: có 3 cơ chồng lên nhau như ngói lợp, khi co nó đón và đẩy thức ăn xuống dưới

* Lớp ngoài cùng là tổ chức liên kết

2.1.2.4 Thực quản:

1 Vị trí và giới hạn:

- Thực quản là một ống thông hầu với dạ dày

- Giới hạn: + Phía trên ở ngang mức đốt cổ VI và VII

+ Phía dưới ở ngang mức đốt ngực thứ XI

- Nó nằm ở phía trước cột sống và nằm trên đường giữa của thân người

2 Cấu tạo đại thể:

- Thực quản là một ống dài khoảng 25-30 cm được chia làm 3 đoạn : đoạn cổ, đoạn bụng và đoạn ngực

+ Đoạn cổ thông với hầu;

+ Đoạn ngực dài nhất;

+ Đoạn bụng ngắn nhất (khoảng 1cm) thông với dạ dày;

- Dọc theo thực quản có 3 chỗ thắt:

+ Chỗ thắt trên là nơi hầu đổ vào thực quản;

+ Chỗ thắt giữa là nơi thực quản đi qua gần nơi chia đôi của khí quản; + Chỗ thắt dưới là nơi thực quản đổ vào dạ dầy;

3 Cấu tạo vi thể của thành thực quản:

Thành của thực quản dày khoảng 4 mm, gồm 4 lớp:

- Trong cùng là lớp niêm mạc: Được cấu tạo bởi biểu mô dẹt nhiều tầng

và tổ chức liên kết xơ

- Lớp dưới niêm mạc có các tuyến của lớp niêm mạc

- Lớp cơ gồm hai lớp: Ở trong là cơ vòng và lớp ngoài chạy dọc

+ Đoạn trên của thực quản là cơ vân (vì có một số bó cơ ở hầu chạy vào đoạn này);

+ Đoạn ngực thì cơ vân dần dần chuyển sang cơ trơn;

+ Đoạn bụng thì hoàn toàn là cơ trơn;

- Lớp ngoài cùng là lớp thanh mạc:không có ở đoạn cổ và đoạn ngực mà chỉ có ở đoạn bụng

+ Phía trên sát với cơ hoành;

+ Bên phải đi tới gan;

+ Bên trái giáp với tỳ;

+ Bên dưới giáp với tụ;

Tuy vậy vị trí của dạ dày không phải lúc nào cũng cố định mà nó có thể thay đổi theo tư thế của cơ thể Khi thực hiện những bài tập TDTT như ưỡn thân, hãm vòng treo, chuối tay thì dạ dày di chuyển đáng kể so với vị trí bình thường

2 Cấu tạo đại thể của dạ dày:

- Dạ dày có 2 mặt: Mặt trước và mặt sau, có 2 bờ là bờ cong lớn và bờ cong nhỏ

- Dạ dày gồm 4 phần:

+ Tâm vị: Là nơi thức ăn đổ vào dạ dày;

+ Môn vị: Là nơi thức ăn đổ vào tá tràng;

+ Thân vị: Nối giữa tâm vị và môn vị;

+ Đáy vị: Là một phần dạ dày nằm bên trái nơi thực quản đổ vào dạ dày

và nằm cao hơn đường thẳng kẻ ngang qua đó;

3 Cấu tạo vi thể của dạ dày:

Thành của dạ dày được cấu tạo bởi 5 lớp:

+ Lớp trong cùng là lớp niêm mạc: Bề mặt lớp này có nhiều nếp chạy dọc theo thân dạ dày nhờ đó thức ăn có thể di chuyển được dễ dàng Trong lớp niêm mạc của thân vị và đáy vị có các tuyến tiết ra dịch vị gồm hai loại tế

bào:Tế bào chính tiết ra men của dịch vị và tế bào viền tiết ra acit clohydric;

+ Lớp dưới niêm mạc khá phát triển: Ở đây có đám rối thần kinh dưới niêm mạc;

+ Lớp cơ gồm ba lớp: Trong cùng là là cơ chéo, giữa là cơ vòng, ngoài là

cơ dọc;

+ Lớp dưới thanh mạc: Có đám rối thần kinh dưới thanh mạc;

+ Lớp thanh mạc ở ngoài cùng: Là một phần của lá tạng phúc mạc;

4 Mạch máu và thần kinh của dạ dày:

a) Mạch máu: Các mạch máu và mạch bạch huyết lớn đến dạ dày chủ

yếu tập trung ở hai bờ cong lớn và bé của dạ dày Gồm có: Động mạch vị phải

và động mạch vị trái Từ các động mạch cho ra các mao mạch

b) Thần kinh: Chỉ đạo sự hoạt động của dạ dày là dây thần kinh phế vị

(dây X) Ở dạ dày có các nhánh tận của dây X là:

- Nhánh vị trước tham gia cấu tạo nên đám rối thần kinh dạ dày trước

- Nhánh vị sau tham gia cấu tạo nên đám rối thần kinh dạ dày sau

Từ hai đám rối thần kinh trước và sau hình thành nên các đám rối thần kinh khác, trong đó có hai đám rối thần kinh là đám rối dưới niêm mạc và đám rối dưới thanh mạc

2.1.2.6 Ruột non (Tiểu tràng):

1 Cấu tạo đại thể:

Ruột non là một ống dài khoảng 6,5m, có nhiều nếp gấp khúc màu trắng như sữa, được chia làm 3 đoạn: Tá tràng, hỗng tràng và hồi tràng

a) Tá tràng:

- Là đoạn nối với dạ dày, dài khoảng 25-30cm,uốn cong hình chữ U bao quanh phần đầu tuỵ Tá tràng gồm có: Khúc ngang trên, khúc xuống, khúc ngang dưới và khúc lên

- Tá tràng là đoạn ngắn nhất nhưng quan trọng nhất vì có ống tiết của hai ống tiêu hoá lớn là gan và tuỵ đổ vào

b) Hỗng tràng: Phía trên nối tiếp với tá tràng chiếm 2/5 ruột non (trừ đoạn tá tràng) Ống hỗng tràng lớn hơn hồi tràng, thành cũng dầy hơn có nhiều mạch máu hơn Trên cơ thể sống có màu đỏ

c) Hồi tràng: Là đoạn nối hỗng tràng với ruột già chiếm 3/5 ruột non.Ống hồi

tràng nhỏ, thành mỏng, ít mạch máu hơn nên màu hơi nhạt

Đoạn cuối cùng của hồi tràng có cơ thắt hồi manh tràng tạo thành van có tác dụng ngăn không cho các chất cặn bã từ ruột già lên ruột non

Toàn bộ hỗng tràng và hồi tràng được treo vào một màng rất rõ rệt gọi

là mạc treo tràng Trong mạc treo tràng có thần kinh và mạch máu để chỉ huy

sự vận động của ruột

2 Cấu tạo vi thể của thành ruột non:

Gồm 4 lớp:

a) Lớp niêm mạc: Lớp niêm mạc của ruột non có những đặc điểm cấu trúc rất đặc biệt để phù hợp với chức năng hấp thụ thức ăn của nó:

- Trên bề mặt lớp niêm mạc có những nếp vòng (van ruột), ở đó có các nhung mao (lông ruột), ở ruột có khoảng 4 triệu lông ruột có tác dụng tăng diện tích tiếp xúc của ruột để hấp thụ thức ăn được nhanh chóng

- Mỗi lông ruột cao khoảng một mm, được cấu tạo bởi một lớp tế bào biểu mô hình trụ Bên trong mỗi lông ruột có mạch máu, mạch bạch huyết và thần kinh

- Ở tá tràng và hỗng tràng có nhiều nhung mao còn ở hồi tràng thì ít hơn

- Ở giữa các gốc nhung mao là khe ruột có lỗ mở của các tuyến tiết dịch tiêu hóa và dịch nhầy

- Trong lớp niêm mạc của ruột non có những đám tổ chức limphô nằm rải rác khắp ruột non Riêng ở hồi tràng có các đám tổ chức limphô lớn hơn (gọi là mảng Payer)

b) Lớp dưới niêm mạc: Rất phát triển, ở đây có các tuyến tiết dịch tiêu hóa và dịch nhầy

c) Lớp cơ: Là cơ trơn gồm 2 lớp:cơ vòng ở trong và cơ dọc ở ngoài Ở đoạn cuối cùng của hồi tràng cơ khá dày gọi là cơ thắt hồi manh tràng

d) Lớp thanh mạc: Do mô liên kết tạo nên

2.1.2.7 Ruột già (Đại tràng)

Hình 2.3 Cấu rạo của đại tràng.

1 Cấu tạo đại thể của ruột già:

Là một đoạn ruột dài khoảng 1,5-2m, màu xám tạo thành một cái khung bao ở phía ngoài ruột non, chia làm ba đoạn : Manh tràng, kết tràng, trực tràng

- Phía dưới manh tràng có một đoạn ruột nhỏ bị teo đi gọi là ruột thừab) Kết tràng:

+ Kết tràng lên;

+ Kết tràng ngang;

+ Kết tràng xuống;

+ Kết tràng sigma;

c) Trực tràng: Là đoạn ruột thẳng dài từ 15-20 cm thông với hậu môn.

2 Sự khác nhau giữa ruột già và ruột non:

 Ruột già có chiều dài ngắn hơn nhưng đường kính lại lớn hơn

 Ruột già có các đoạn thắt phình rất rõ , là do các dải cơ dọc ở thành ruột già ngắn hơn chiều dài của ruột

 Ruột già có các bờm mỡ là các mấu lồi của lớp thanh mạc của thành ruột

 Ruột già có lớp cơ dọc phát triển , gồm có ba dải là dải là dải tự do, dải mạc treo, và dải mạc nối

 Lớp niêm mạc của ruột già không có nhung mao, không có các mảng tổ chức limphô Ở ruột già có các nếp bán nguyệt tạo nên bởi niêm mạc và lớp cơ vòng

2.2 CÔNG CỤ MÔ HÌNH HÓA 3D

2.2.1 Tổng quan về mô hình hóa 3D

Trong kỹ thuật biểu diễn, người ta phân thành 2 nhóm : Mô hình hóa vật thể và Mô hình hóa hình học

Kỹ thuật mô hình hóa hình học được phát triển trong các ngành công nghiệp tự động hóa và chủ yếu được sử dụng để thiết kế các hình dạng của xe hơi Hiện nay, mô hình này còn được ứng dụng trong các ngành như công nghiệp hàng không, hải quân, và một số lĩnh vực khác Mô hình này cũng

hỗ trợ chính cho việc điều khiển về mặt hình dạng

Kỹ thuật mô hình hóa vật thể được xây dựng dựa trên các thông tin biểu diễn đầy đủ, chính xác, rõ ràng một đối tượng trong không gian, chúng có thể tạo ra các mô hình trên máy tính với khả năng phân loại bất kỳ điểm nào trong không gian 3 chiều : phía trong, phía ngoài, hoặc là trên bề mặt của đối tượng

2.2.2 Mô hình hóa 3D

Hai mô hình cơ bản của ứng dụng đồ họa là dựa trên mẫu số hóa và dựa trên đặc trưng hình học Trong ứng dụng đồ họa dựa trên mẫu số hóa thì các