Přejít k obsahu


Real-time Modelling of Fibrous Muscle

Citace:
KOHOUT, J., KUKAČKA, M. Real-time Modelling of Fibrous Muscle. Computer Graphics Forum, 2014, roč. 33, č. 8, s. 1-15. ISSN: 0167-7055
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Real-time Modelling of Fibrous Muscle
Rok vydání: 2014
Autoři: Doc. Ing. Josef Kohout Ph.D. , Martin Kukačka
Abstrakt CZ: Relativně nedávno se dosáhlo poznání, že poskytnutí lepší zdravotní péče vyžaduje osobitou, prediktivní a vše zahrnující medicínu, pro kterou je nezbytnou podmínkou vytvoření platformy Virtuálního Fyziologického Člověka (VPH) zpřístupněné prostřednictvím virtuálního avatara pacienta. Modelování a vizuální prozkoumávání takového komplexního avatara v reálném čase je náročným úkolem. V tomto článku navrhujeme metodu automatického modelování libovolně velkého počtu svalových vláken v objemu svalu reprezentovaného povrchovou sítí a to v reálném čase. Metoda provádí postupné morfování předem dané šablony vláken dovnitř svalu na základě harmonického skalárního pole, které se spočte na povrchu svalu. Experimentování s modely svalů stehna a pánve ukázalo, že metoda produkuje realistické tvary vláken. Naše sekvenční VTK C++ implementace je schopna produkovat 64 jemných vláken uvnitř svalu o 10K trojúhelnících za méně než 170 ms na běžném hardware, což metodu činí vhodnou pro účely VPH stejně dobře jako pro účely interaktivního výukového medicínského software.
Abstrakt EN: Relatively recently it has become apparent that providing human kind with a better healthcare requires personalised, predictive and integrative medicine, for which the building of Virtual Physiological Human (VPH) framework accessible via virtual patient avatar is necessary. Real-time modelling and visual exploration of such a complex avatar is a challenging task. In this paper, we propose a real-time method for automatic modelling of an arbitrarily large number of muscle fibres in the volume of a muscle represented by its surface mesh. The method is based on an iterative morphing of predefined fibres template into the muscle volume exploiting harmonic scalar field computed on the surface of muscle. Experiments with muscles of thighs and pelvis show that the method produces realistic shapes of fibres. Our sequential VTK-based C++ implementation is capable of producing 64 fine fibres within a muscle of 10K triangles in less than 170 ms on commodity hardware making the method suitable for VPH purposes as well as for interactive educational medical software.
Klíčová slova

Zpět

Patička