Là kiểu bề mặt bao gồm nhiều bề mặt đa giác phẳng, có thể tạo ra đối tượng từ một bề mặt đa giác hoặc một mạng các bề mặt đa giác. Ta có thể sử dụng bề mặt đa giác để mô hình bất kỳ hình dáng bề mặt nào và đặc biệt hữu ích đối với những dạng đơn giản, với đối tượng thuộc lớp động vật, người, đối tượng đòi hỏi một cái nhìn tổng quan với độ trơn cao.
Các đối tượng nguyên thuỷ của polygon bao gồm:
Hình 3.1. Các đối tƣợng nguyên thuỷ của polygon
Polygon sử dụng rất nhiều kỹ thuật hỗ trợ mô hình, thường dùng là phân chia bề mặt(split), mở rộng bề mặt (extrude), làm trơn cạnh…
3.2.2. Mô hình dựa trên kết nối đƣờng cong (NURBS)
NURBs[9] là viết tắt của chữ Non-uniform Rational B-spline. Là phương pháp biểu diễn bề mặt dựa trên cơ sở biểu diễn toán học của những đường cong không đồng nhất (hệ số, bậc). Một bề mặt NURBS bao gồm một số đường cong được kết nối lại với nhau[26].
Một đường cong bậc n sẽ có n+1 đỉnh điều khiển, ở đây thường n=3. Thông qua việc điều khiển các đỉnh điều khiển để điều khiển hình dạng đường cong cũng như bề mặt đối tượng. Bên cạnh đó Nurbs hỗ trợ rất nhiều kỹ thuật chỉnh sửa[27] như : kết nối các bề mặt, khép kín bề mặt, kéo, đẩy một vùng bề mặt…cũng như các kỹ thuật tạo mặt phẳng từ các đường cong như loft, revolve…
Ví dụ tạo một cái cốc từ một đường cong với kỹ thuật revolve:
Hình 3.2 Tạo cốc từ đƣờng cong
Các kỹ thuật tạo bề mặt từ đường cong này không có trong 3DSMax, nó cho bề mặt mịn và nhẹ.
Các đối tượng nguyên thuỷ Nurbs khác, thuận tiện cho việc mô hình đó là:
Các đối tượng nguyên thuỷ này chủ yếu là bề mặt, ta không phải dùng các đường cong để tạo ra chúng, mà chỉ cần chọn trên thanh menu. Từ các đối tượng nguyên thuỷ này ta có thể thay đổi, chỉnh sửa để tạo ra các bề mặt phức tạp hơn theo yêu cầu.
Chính vì vậy Nurbs phù hợp với các kiểu đối tượng nhân tạo, các đối tượng có thể phác hoạ bởi một số đường cong nhất định, các đối tượng chấp nhận sự lắp ghép như là các nhân vật của phim hoạt hình.
Nurbs phù hợp với việc mô hình mang tính công nghiệp. Khi đó một số đối tượng sẽ được quét vào bằng máy quét 3 chiều, hoặc được chụp hình với các góc độ khác nhau và sau đó các đường cong sẽ được tạo ra, phác hoạ các đường nét cơ bản của bề mặt đối tượng, sử dụng các kỹ thuật tạo bề mặt như loft, revolve…để tạo nên bề mặt mong muốn.
3.3. Một số kết quả. 3.3.1. Mô hình. 3.3.1. Mô hình.
Sau khi đã thu thập được dữ liệu từ nhiều ngồn khác nhau, em đã tiến hành chọn lọc và phân loại dữ liệu để xây dựng mô hình. Dưới đây là một số mô hình về các xương thuộc bộ xương sọ của người.
Bảng thông tin mô hình mô tả giải phẫu của một số xƣơng: T T TÊN XƢƠNG MÔ HÌNH VỊ TRÍ 1 Xương trán Xương trán nằm ở phía trước hộp sọ, phần lớn tạo thành trán và trần ổ mắt, trên khớp với xương đỉnh, dưới với xương sàng, xương sống mũi, xương gò má, sau với xương bướm.
2 Xương
đỉnh
Có hai xương đỉnh nằm ở trên và giữa của vòm sọ, hai xương này khớp với nhau bởi đường khớp dọc giữa, trước khớp với xương trán sau với xương chẩm, dưới là xương thái dương. Xương tạo nên phần trên của vòm sọ.
3 Xương chẩm
Nằm ở phía sau dưới hộp sọ, một phần nhỏ tham gia cấu tạo vòm sọ, còn phần lớn tham gia tạo thành nền sọ
4 Xương
thái dương
Nằm ở hai bên hộp sọ, khớp với xương đỉnh, xương bướm, xương gò má và xương chẩm. Phần lớn ở nền sọ, chỉ có một phần nhỏ nằm ở vòm sọ. 5 Xương sàng
Xương ở dưới phần ngang của xương trán và ở tầng trước của nền sọ.
6 Xương bướm
Nằm giữa nền sọ, ở trước khớp với xương trán, xương sàng, ở sau với xương chẩm, ở hai bên với xương thái dương 7 Xương hàm trên Trước dưới mặt 8 Xương hàm dưới 9 Xương gò má Nằm ở 2 bên mặt, nối từ mỏm tiếp xương thái dương đến xương hàm trên
10 .
Xương mũi
Tạo nên sống mũi
11 Xương lệ Là xương rất nhỏ, ở mặt
3.3.2. Một số hình ảnh ứng dụng mô hình trong bài giảng - Khối xƣơng sọ - Khối xƣơng sọ
PHẦN KẾT LUẬN
Sau một thời gian thực hiện đề tài với sự nỗ lực, cố gắng của bản thân cùng với sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS Đỗ Năng Toàn, em đưa ra một số kết luận chính như sau:
+ Trong những năm gần đây, công nghệ thông tin phát triển triển mạnh mẽ đã đem lại những thành tựu đáng kể cho nhiều lĩnh vực như y tế, giáo dục, kiến trúc, du lịch, giải trí,…Trên đà phát triển ấy đã xuất hiện một mô hình phát triển mới mà phạm vi ứng dụng có tiềm năng rộng lớn đó là mô phỏng 3D.
+ Hiện nay, các sinh viên ngành y dược đang phải thực hành nhiều trên động vật, mô hình bằng nhựa và những xác người chết đã qua xử lý, một số bộ phận không còn chính xác. Mô phỏng đang dần trở thành một phần của chuẩn đào tạo chuyên nghiệp, các hoạt động phẫu thuật, nha khoa và chăm sóc điều dưỡng,.... Ứng dụng Mô phỏng trong các chuyên khoa đặc thù vào việc đào tạo bác sĩ, giúp bác sỹ rèn luyện các kỹ năng lâm sàng, phục vụ cho số đông sinh viên, tiết kiệm được chi phí và giúp cho sinh viên rễ hiểu hơn các kỹ thuật thực hành trong ngành y tế.
+ Nghiên cứu tổng quan về mô phỏng 3D và ứng dụng vào việc mô phỏng trong y tế bao gồm về mặt thiết bị với các khối: Thu nhận, trình chiếu, tương tác v.v.. Ngôn ngữ, công cụ phát triển, các ứng dụng cơ bản v.v..
+ Hệ thống hóa và nghiên cứu các kỹ thuật tạo mô hình, các kỹ thuật điều khiển mô hình và tích hợp ánh sáng trong hệ thống.
+ Sử dụng các kỹ thuật tạo mô hình em tạo mô hình xương sọ não và cài đặt mô phỏng ba chiều xương sọ của cơ thể người, từ đó ứng dụng vào bài giảng cho sinh viên học và nghiên cứu.
Sau một quá trình nghiên cứu làm luận văn với sự chỉ dẫn nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn em đã học được cách tìm hiểu, phân tích và nghiên
cứu một vấn đề khoa học mới. Trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp, mặc dù bản thân đã rất nỗ lực, cố gắng, đầu tư nhiều thời gian, công sức cho việc tìm hiểu nghiên cứu đề tài và đã nhận được sự chỉ bảo, định hướng tận tình của thầy giáo hướng dẫn cùng các anh, chị đi trước nhưng do hạn chế về mặt thời gian và khó khăn trong việc tìm kiếm tài liệu, hạn chế về mặt kiến thức của bản thân, nên chưa có được kết quả thực sự hoàn hảo. Kính mong các thầy cô giáo cũng như các bạn đồng nghiệp chỉ bảo và giúp đỡ.
Hƣớng phát triển đề tài:
Luận văn đã nghiên cứu về một số kỹ thuật mô phỏng và mô phỏng 3D. Nhưng hiện nay với tốc độ phát triển nhanh chóng của ngành công nghệ thông tin nói chung và các kỹ thuật đồ hoạ nói riêng thì đòi hỏi cần phải đi sâu hơn nữa nghiên cứu thêm các kỹ thuật chuyển động đối tượng có xương và không có xương để xây dựng hình ảnh mô phỏng các bộ phận khác trên cơ thể người đáp ứng nhu cầu học tập nghiên cứu cho sinh viên ngành y.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
[1] Quang Huy, Tín Dũng, (2004), Đồ họa máy tính 3DSMax 6 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 3 chiều với 3DS Max 4, NXB Lao Động -
Xã Hội, Tr. 445-494, Tr. 589-595.
[5] Lưu Triều Nguyên, (2006), Các thủ thuật trong 3DSMax, NXB Lao Động - Xã
Hội, Tr. 131-145.
[6] Nguyễn Huy Sơn (2006), “Virtual Reality Technologie - Công nghệ Thực tại
ảo ”, http://tusach.thuvienkhoahoc.com
[7] Lê Huy Vần (2005), Nghiên cứu phát hiện va chạm và ứng dụng, Khoá luận
văn tốt nghiệp, ĐH Công nghệ -ĐHQG Hà Nội, Tr 41-50.
[8] Đề tài “Ứng dụng công nghệ thực tại ảo Virtual Reality-VR trong bảo tàng các di
sản”, Đề tài trọng điểm cấp Viện KH và 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 tại Hội thảo Quốc gia “Một số vấn đề
chọn lọc về 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=Animatio nIKAddIKhandle.htm,topicNumber=d0e213743.
[12] Department of Informatics Umeå University S-901 87 UMEÅ, Sweden,
[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 3 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 5 Commission V Symposium, Newcastle upon Tyne, UK. 2010
[24] Shayan Sarkar Carnegie Mellon University, March 14, 2002,
“Texture Mapping”
[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.
[27] Les Piegl "On NURBS: A Survey", Jan 01, 1991, IEEE Computer Graphics