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虚拟手术作为虚拟现实技术在医学方面的应用,它对医师培训、手术计划和手术医学教学等方面的改进起到很大的帮助。其目的是在计算机中创建与真实手术环境基本相同的虚拟手术环境。灼烧烟雾模拟旨在对手术进行预演时真实再现手术过程中的灼烧烟雾,进一步增强虚拟手术的真实感。本文针对肝脏然组织表面进行灼烧烟雾仿真,具体的研究内容如下:
首先,本文介绍了粒子系统的基本理论,研究了粒子系统在虚拟手术灼烧烟雾模拟中的应用,最后对目前国内外烟雾模拟的方法做了分析和总结。
其次,本文探讨了灼烧烟雾模拟的基本算法,并尝试性的对其算法做了改进。改进后的算法不仅在灼烧烟雾模拟的实时性上有所提高,而且在模拟的真实感方面也有了很大的改善。在提高模拟的实时性方面,本文通过粒子光强和颜色的叠加来形成像素点,消除了对粒子深度排序的计算,提高了模拟的实时性;在改善模拟的真实感方面,通过采用灼烧烟雾粒子颜色和温度相结合的方法改变粒子的透明度,改善了模拟的真实感。
最后,采用VC++6.0和OpenGL图形库相结合编程实现了虚拟手术灼烧烟雾的模拟。通过对比分析,验证了该算法在灼烧烟雾模拟方面,具有较好的真实感和快速的实时性,并且验证了本算法能够在普通计算机上实现实时的灼烧烟雾模拟。