3.2.2.1. Yêu cầu đối với mô-đun
Mô-đun phần mềm “Hiển thị hình ảnh” cung cấp cho người sử dụng một công cụ mô phỏng cơ thể ảo 3D, cho phép quan sát, tương tác và tra cứu các cơ quan, bộ phận chính của cơ thể người trên máy tính.
Các yêu cầu của hệ thống:
+ Đọc các mô hình cơ quan, bộ phận 3D theo cấu trúc VRML.
+ Cho phép hiển thị mô hình của các hệ cơ quan theo cả hai chế độ là MONO hoặc STEREO và theo từng bộ phận, cơ quan một cách riêng rẽ.
+ Cho phép thực hiện các thao tác trên mô hình như: xoay, phóng to, thu nhỏ, dịch chuyển, ẩn, hiện, lựa chọn đối tượng.
+ Cho phép hiển thị thông tin cho từng đối tượng cụ thể được lựa chọn.
Đầu vào của hệ thống: các tệp mô hình 3D được lưu trữ mà mô tả theo cấu trúc VRML. Những tài nguyên phần cứng mà hệ thống yêu cầu:
+ Chíp tính toán(CPU) 2.40 GHz. + Bộ nhớ trong(RAM) 512 MB. + Bộ nhớ ngoài(HDD) 1GB. 3.2.2.2.Mô hình hệ thống - Khởi động chương trình - Chọn mô hình
- Tương tác với mô hình - Xem thông tin mô hình
3.2.2.3. Phân tích và thiết kế hệ thống
Cơ thể là một tổ chức rất phức tạp, nó bao gồm rất nhiều các cơ quan bộ phận riêng rẽ, mỗi cơ quan lại gồm một hệ thống cái bộ phận riêng rẽ cấu thành. Vì vậy một hệ thống mô phỏng cơ thể ảo phải đảm bảo tính riêng rẽ trong thể hiện các cơ quan bộ phận trên cơ thể.
3.2.2.3.1. Biểu đồ Use Case
Biểu đồ này chỉ ra các Use Case (UC) của hệ thống, các tác nhân và môi liên hệ giữa các UC và tác nhân cũng như các UC với nhau. Các UC biểu diễn các chức năng hệ thống. Tác nhân là con người hay hệ thống khác cung cấp hay thu nhận thông tin từ hệ thống đang được xây dựng. Biểu đồ UC tập trung vào quan sát trạng thái tĩnh của các UC trong hệ thống. Vì UCD biểu diễn yêu cầu hệ thống từ góc độ người dùng, cho nên mỗi UC là chức năng mà hệ thống phải có. Biểu đồ loại này chỉ ra tác nhân nào khởi động UC và khi nào tác nhân nhận thông tin từ hệ thống.
Các tác nhân chính của hệ thống
STT Tên actor Ghi chú
1 User (Người sử dụng) Người dùng có thể tương tác với các mô hình và các đối tượng trong chương trình.
Mô tả các Use case và các tác nhân tương ứng từng tác nhân
Tên Use Case Mã UC Tác nhân
Mô tả Use Case
Choose_Model UC01 User
Người sử dụng lựa chọn mô hình(cơ quan bộ phận trên cơ thể) để làm việc
Interact_Model UC02 User
Người sử dụng tương tác với các mô hình thông qua các thao tác: xoay, phóng to, thu nhỏ, ẩn, hiện mô hình.
Sơ đồ Use case chính của hệ thống
Biểu đồ dưới đây chỉ ra tương tác giữa các Use case (UC) và tác nhân của hệ thống. User (Người sự dụng) là tác nhân duy nhất của hệ thống và thực hiện các UC: lựa chọn và đọc mô hình(Choose_Model), tương tác với mô hình(Interact_Model).
Hình 3.2. Biểu đồ Use Case Mô-đun hiện thị hình ảnh mô hình bộ xương 3D
3.2.2.3.2. Mô tả chi tiết và phân rã một số Use case
UC01: Choose_Model
Tên ca sử dụng: Chọn và đọc các mô hình 3D vào hệ thống.
Mục đích: Cho phép người sử dụng lựa chọn các mô hình cơ quan, bộ phận trên cơ thể người vào hệ thống.
Tóm lược: Tại ca sử dụng này người sử dụng khởi động chương trình và lựa chọn một hệ nào đó của cơ thể người để đọc vào chương trình.
Điều kiện đầu vào:
Biều đồ kịch bản chính:
Mô tả các kịch bản con:
C1: Kịch bản này cho phép người sử dụng lựa chọn một hệ nào đó của cơ thể để đọc vào chương trình.
C2: Kịch bản này được thực hiện tiếp sau kịch bản C.1, hệ thống sẽ thông báo lại kết quả lựa chọn.
UC02: Interact_Model
Tên ca sử dụng: Tương tác với các mô hình 3D của hệ thống.
Mục đích: Cho phép người sử dụng tương tác với các đối tượng như: xoay, di chuyển, phóng to, thu nhỏ, chọn đối tượng …
Tóm lược: Người sử dụng lựa chọn các tác vụ như: xoay, di chuyển, phóng to, thu nhỏ, chọn đối tượng,… sau khi lựa chọn đối tượng thì thông tin về đối tượng sẽ được hiển thị lên màn hình.
Điều kiện đầu vào: được thực hiện khi chương trình đã khởi động.
Điều kiện kết thúc: sau khi quan sát, so khớp và kết luận.
C1 C2 Người sử dụng Chọn mô hình 3D Kết quả lựa chọn Hệ thống
Biều đồ kịch bản chính:
Mô tả các kịch bản con:
C1: Người sử dụng lựa chọn các tác vụ như: xoay, di chuyển, phóng to, thu nhỏ, chọn đối tượng.
C2: Kịch bản này hệ thống sẽ trả về kết quả tương tác và thông tin của các đối tượng.
3.2.2.3.3.Biểu đồ trình tự
Biểu đồ trình tự của Use case Choose_Model
C1
C2
Người sử dụng
Tương tác với các mô hình
Kết quả tương tác và thông tin mô hình
Biểu đồ trình tự của Use case Interact_Model
3.2.2.3.4. Biểu đồ lớp
Biểu đồ lớp chỉ ra tương tác giữa các lớp trong hệ thống. Các lớp được xem như kế hoạch chi tiết của các đối tượng. Mỗi lớp trong biểu đồ lớp được tạo ra cho mỗi loại đối tượng trong biểu đồ trình tự và cộng tác.
Mô tả: Trong phần này, chúng tôi chỉ xin đưa ra thiết kế của lớp 3Dviewer là lớp quản lý và hiển thị các mô hình 3D của hệ thống.
3.2.2.3.5. Biểu đồ chuyển trạng thái
Biểu đồ chuyển trạng thái mô tả vòng đời của đối tượng, từ khi nó được sinh ra đến khi bi phá hủy. Biểu đồ chuyển trạng thái cung cấp cách thức mô hình hóa các trạng thái khác nhau của đối tượng. Trong khi biểu đồ lớp cung cấp bức tranh tĩnh về các lớp và quan
hệ của chúng thì biểu đồ chuyển trạng thái được sử dụng để mô hình hóa các hành vi động của hệ thống.
3.2.2.3.6. Biểu đồ hoạt động
Biểu đồ hoạt động của UC01 Biểu đồ hoạt động của UC02
3.3. Phân tích thiết kế mô - đun thao tác hình ảnh 3D
3.3.1. Đối tượng sử dụng
Qua quá trình khảo sát, các nhóm đối tượng sử dụng phần mềm được chia thành các nhóm như sau:
Giảng viên: Tham gia xây dựng phần mềm và có thể sử dụng để xây dựng các bài giảng, phục vụ cho quá trình nghiên cứu và giảng dạy về giải phẫu học.
Học viên: Sử dụng chương trình như là một cuốn Atlas giải phẫu người Lào.
Để sử dụng tốt hệ thống phần mềm, yêu cầu các đối tượng sử dụng phải có trình độ tối thiểu theo bảng sau:
Giảng viên Học viên Đối tượng khác Trình độ học vấn Đại học (+) Đại học(+) Phổ thông
Trình độ tin học Văn phòng (+) Văn phòng Văn phòng
Yêu cầu ngoại ngữ Tiếng Anh Tiếng Anh Không
Hệ điều hành Windows Windows Windows
3.3.2. Giải pháp
Dựa vào phân tích yêu cầu người sử dụng về giao diện và các trao đổi trong quá trình phân tích, nhóm thực hiện quyết định chọn xây dựng hệ thống phần mềm “Mô phỏng các cơ quan và bộ phận chính của cơ thể người phục vụ cho tra cứu và giảng dạy” cung cấp cho người sử dụng một công cụ mô phỏng cơ thể ảo 3D, cho phép quan sát, tương tác và tra cứu các cơ quan, bộ phận chính của cơ thể người Lào trên máy tính.
Các yêu cầu của hệ thống:
+ Đọc các mô hình cơ quan, bộ phận 3D theo cấu trúc VRML.
+ Cho phép hiển thị mô hình của các hệ cơ quan theo cả hai chế độ là MONO hoặc
STEREO.
+ Cho phép thực hiện các thao tác trên mô hình như: xoay, phóng to, thu nhỏ, dịch chuyển, ẩn, hiện, lựa chọn đối tượng.
+ Cho phép hiển thị thông tin cho từng đối tượng cụ thể đượclựa chọn.
Đầu vào của hệ thống là các tệp mô hình 3D được lưu trữ mà mô tả theo chuẩn cấu trúc VRML.
Những tài nguyên phần cứng mà hệ thống yêu cầu:
+ Chíp tính toán(CPU) 2.40 GHz. + Bộ nhớ trong(RAM) 512 MB. + Bộ nhớ ngoài(HDD) 1GB.
3.3.3. Phân tích người sử dụng và phân tích nhiệm vụ
3.3.3.1. Giới thiệu
Từ yêu cầu thực tế đã được phân tích ở trên, nhóm thực hiện hướng tới những mục tiêu như sau:
Xây dựng một phần mềm có các chức năng phù hợp với việc giảng dạy thực tế.
Phần mềm có giao diện bằng tiếng Việt (có chú thích tên gọi tiếng Anh), phù hợp với các nhóm người dùng được phân tích ở phần sau.
Phần mềm cho phép chạy trên mọi môi trường hệ điều hành, có giao diện đẹp về hình thức, trực quan, dễ sử dụng.
3.3.3.2. Phân tích người sử dụng
Hệ thống cung cấp cho nhóm người sử dụng chính là: Giảng viêngiảng dạy bộ môn giải phẫu học tại các trường y tế về Y học, và Sinh viên chuyên ngành Y. Ngoài ra có thể là các Bác sĩ ngoại phẫu thuật, hoặc người dân bình thường muốn tìm hiểu về cấu trúc cơ thể con người.
Giảng viên:
Giảng viên sử dụng hệ thống áp dụng trong việc giảng dạy:
Yêu cầu đối với Giảng viên:
- Có trình độ chuyên môn về giải phẫu (yêu cầu trình độ đại học trở lên) để có thể hiểu các chức năng chuyên môn thực tế cũng như các chức năng chuyên môn được cung cấp của chương trình, phản hồi cho nhóm phát triển, đảm bảo các chức năng chuyên môn của chương trình được thực hiện chính xác.
- Yêu cầu về trình độ tin học đối với Giảng viên: do cần phải thực hiện các chức năng chuyên môn, Giảng viên cần phải có khả năng sử dụng máy vi tính ở mức Tin học Văn phòng.
- Theo yêu cầu của công việc, các danh pháp về các cơ quan bộ phận trên cơ thể cần có phiên âm tiếng Anh, nên yêu cầu khả năng ngoại ngữ đối với Giảng viên.
Sinh Viên:
- Đây là chương trình nhằm cung cấp cho học viên những kiên thức về giải phẫu học, và hình ảnh trực quan về cơ thể người. Do đó, với Sinh viên thì chỉ cần yêu cầu họ kiến thức về tin học cơ bản, để có thể sử dụng và thao tác với chương trình.
Người dùng khác:
- Cũng tương tự như Sinh viên, nhóm người dùng khác thì cũng chỉ cần yêu cầu họ kiến thức về tin học cơ bản, để có thể sử dụng và thao tác với chương trình.
Môi trường cài đặt phần mềm:
-Môi trường cài đặt phần mềm: hệ thống phần mềm được cài đặt trên mọi hệ điều hành.
3.3.3.3. Phân tích nhiệm vụ
Nhiệm vụ của phần mềm là cung cấp cho người sử dụng một công cụ, giúp họ có thể học tập và nghiên cứu về cấu trúc và các mốc giải phẫu của cơ thể người thông qua máy tính. Phần mềm đảm bảo một số nhiệm vụ cơ bản sau:
-Phần mềm Trình diễn Cơ thể ảo có các chức năng phù hợp với chức năng nghiệp vụ thực tế.
-Phần mềm có giao diện bằng tiếng Việt, phù hợp với các nhóm người dùng được phân tích ở phần sau.
-Phần mềm có giới hạn chức năng đối với từng nhóm sử dụng
-Phần mềm chạy trên môi trường hệ điều hành Windows, có giao diện đẹp về hình thức, trực quan, dễ sử dụng.
Sau khi phân tích, nhận biết được đặc điểm người sử dụng. Nhóm đưa ra mô hình phân rã chức năng HTA của hệ thống như sau:
o Mục tiêu: Chọn để xem và chỉnh sửa thông tin.
o Phân tích nhiệm vụ (mô tả phân rã chức năng bằng văn bản theo mô hình HTA) -Chọn hệ cơ quan: Hệ xương, hệ hô hấp, hệ tuần hoàn, hệ tiêu hóa
-Ấn nút “Bắt đầu” để xem và có thể chỉnh sửa:
0. Cơ thể ảo
1. Lựa chọn hệ cơ quan để xem
1.2. Xem thông tin 1.3. Chỉnh sửa
2. Kết thúc Kế hoạch 0: Có thể thực hiện bất kì hành động 1 hoặc 2 Kế hoạch 1: Thực hiện 1.1. Sau đó có thể thực hiện bất kì hành động 1.1 hoặc 1.2 1.1. Ấn nút bắt đầu 3.3.4. Phác họa thiết kế 3.3.4.1. Giới thiệu
Với mục đích cung cấp cho người sử dụng một giao diện thân thiện và dễ sử dụng. Do đó thiết kế giao diện phải đảm bảo được một số tính chất sau:
Giao diện phải hướng người dùng Màu sắc phải hợp lý
Đơn giản, dễ sử dụng
Gần gũi với thực tế người sử dụng v.v..
3.3.4.2. Thiết kế tổng quan
Dựa trên các phân tích về người sử dụng cũng như các khảo sát yêu cầu giao diện và chức năng của phần mềm, nhóm thực hiện thiết kế hệ thống có giao diện gồm 2 phần chính:
Giao diện lựa chọn các hệ cơ quan.
o Danh sách các hệ cơ quan
o Các nút lệnh (bắt đầu, kết thúc)
Giao diện trình diễn các hệ cơ quan và xem chi tiết các thông tin.
o Phần xem và tương tác với các mô hình 3D.
o Phần lựa chọn các mô hình từ giao diện.
o Phần xem thông tin mô tả chi tiết về các cơ quan, bộ phận. 3.3.4.3. Thiết kế kịch bản mẫu
Kịch bản mẫu được mô tả qua việc mô tả các tác nhân, Use case và các biểu đồ trạng thái như sau:
Các tác nhân chính của hệ thống:
STT Tên actor Ghi chú
1 User (Người sử dụng) Người dùng có thể tương tác với các mô hình và các đối tượng trong chương trình
Biểu đồ ca sử dụng của hệ thống: Người sử dụng Hiển thị các mô hình 3D của hệ thống Tương tác với các Chọn và đọc các mô hình vào hệ thống
Đặc tả các ca sử dụng của hệ thống:
Tên ca sử dụng: Tương tác với các mô hình 3D của hệ thống.
Mục đích: Cho phép người sử dụng tương tác với các đối tượng như: xoay, di chuyển, phóng to, thu nhỏ, chọn đối tượng,…
Tóm lược: Người sử dụng lựa chọn các tác vụ như: xoay, di chuyển, phóng to, thu nhỏ, chọn đối tượng,…sau khi lựa chọn đối tượng thì thông tin về đối tượng sẽ được hiển thị lên màn hình.
Điều kiện đầu vào: được thực hiện khi chương trình đã khởi động.
Điều kiện kết thúc: sau khi quan sát, so khớp và kết luận.
Biều đồ kịch bản chính:
Mô tả các kịch bản con:
C1: Người sử dụng lựa chọn các tác vụ như: xoay, di chuyển, phóng to, thu nhỏ, chọn đối tượng.
C2: Kịch bản này hệ thống sẽ trả về kết quả tương tác và thông tin của các đối tượng.
Biểu đồ chuyển trạng thái:
Biểu đồ chuyển trạng thái mô tả vòng đời của đối tượng, từ khi nó được sinh ra đến khi bị phá hủy. Biểu đồ chuyển trạng thái cung cấp cách thức mô hình hóa các trạng thái khác nhau của đối tượng. Trong khi biểu đồ lớp cung cấp bức tranh tĩnh về các lớp và quan hệ của chúng thì biểu đồ chuyển trạng thái được sử dụng để mô hình hóa các hành vi động của hệ thống.
C1
C2 Người sử dụng
Tương tác với các mô hình
Kết quả tương tác và thông tin mô hình
Biểu đồ hoạt động của UC03:
3.4. Phân tích, lựa chọn công cụ
3.4.1. Mô tả yêu cầu
Mục đích Phân tích, thiết kế hệ thống nhằm xây dựng mô-đul. Phạm vi Hệ thống mô phỏng Atlas giả phẫu bộ xương người 3D. Thuật ngữ chuyên ngành
STT Thuật ngữ Chú giải
1 Quản trị hệ
thống Người quản trị hệ thống, có nhiệm vụ quản lý và duy trì hoạt động của hệ thống. 2 Client Người dùng tại các máy trạm gửi các yêu cầu đến máy chủ 3 Nhận yêu cầu Người dùng từ Client nhận kết quả trả về từ Server
4 UC Trong tài liệu này, các ca sử dụng được nhắc đến dưới tên tiếng Anh là Use case hay viết tắt là UC
5 Thông tin Thông tin giải phẫu Đặc tả bổ sung
Mục này đưa ra các đặc tả bổ sung không được trình bày trong mô hình ca sử dụng để cung cấp các yêu cầu đầy đủ hơn về hệ thống.
Yêu cầu chức năng: Cung cấp các chức năng cho mô hình 3D.
Tính tin cậy:Thông tin phải được hiển thị và lưu trữ đầy đủ, chính xác.
Tính dễ dùng: Thao tác đơn giản, thiết kế hớp lý, thân thiện.
Hiệu năng: Cung cấp công cụ và thông tin hỗ trợ cho việc dạy và học giải phẫu
Khả năng hỗ trợ: Hệ thống tích hợp sẵn tài liệu hướng dẫn sử dụng, phim hướng dẫn sử dụng để người dùng có thể tra cứu ngay khi gặp khó khăn.
Bảo mật: Hệ thống cần đảm bảo được việc phân quyền và bảo mật chặt chẽ, đảm bảo