面向隐形正畸的高效无碰撞孔洞修补算法

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近年来,隐形牙齿正畸受到了广泛的关注,成为牙齿正畸领域最有价值的研究方向之一。一方面它能克服传统牙齿正畸的缺点,如舒适度差、不够美观与治疗时间长等;另一方面,其它相关学科如计算机硬件技术、计算机图形学和材料学等的发展,也极大的推动了隐形牙齿正畸的发展。  牙齿牙龈网格修补是隐形牙齿正畸过程中的重要环节。修补得到的网格补丁不仅要保持牙齿牙龈的形态特征,又需要避免相邻牙齿间的碰撞。本文提出了一种面向牙齿牙龈的高效网格修补算法。该算法分为四个步骤:孔洞边界构造与投影、二维孔洞三角化、新增顶点反投影至三维和网格优化。本文采用受约束的Delaunay三角化算法对投影后的孔洞边界内部进行三角化,然后利用均值坐标插值算法将三角化后的网格反投影至三维空间。结合以上两种算法,我们可以高效的得到高质量的网格补丁。最后,本文提出了一种自动化方法来控制网格的变形程度以实现碰撞避免。实验结果表明本文算法在形态特征和性能两方面都能取得令人满意的效果。本文算法的修补结果很接近于真实的牙齿牙龈,并且能够满足临床试验中的隐形正畸技术的要求。
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