[发明专利]三维牙齿模型的显示坐标系计算方法、装置及应用

说明书

本申请提出了一种三维牙齿模型的显示坐标系计算方法、装置及应用，其中，所述方法通过原有牙齿模型的坐标点重新计算显示坐标系，使得基于显示坐标系变换得到的牙齿模型的最大表面积朝向用户，从而起到让用户更清楚观察牙齿表面的显示效果。相比于现有技术，本方案能够自动转换牙齿模型的朝向，相比于手动调整更为高效同时也更精确。转换后的牙齿模型能够方便用户的观察以及对产品的校正。

技术领域

本申请涉及计算机应用技术领域，特别是涉及一种三维牙齿模型的显示坐标系计算方法、装置及应用。

背景技术

计算机辅助的方法在口腔医学有着广泛的应用，其中构建三维数据模型有助于人了解和掌握牙齿外观形态和内部构造，对口腔医学的各个领域诸如：口腔修复、口腔正畸、口腔内科、口腔外科等都发挥重要作用。

在三维牙齿模型编辑和校正产品设计时，将牙齿模型朝向用户能够方便用户的观察或者进一步编辑。而目前的三维牙齿模型无法将模型最大表面朝向用户，因此达不到最优的显示效果。

基于此，本发明通过重构模型的显示坐标系，从而将牙齿模型调整至能露出最大表面积的方向并朝向用户，从而起到更清楚观察牙齿表面的显示效果。

发明内容

本申请实施例提供了一种三维牙齿模型的显示坐标系计算方法、装置及应用，针对现有的三维牙齿模型，能够通过重建坐标系的方式将模型的最大表面积朝向用户，使得模型对牙齿表面的呈现效果更为清楚。

第一方面，本申请实施例提供了一种三维牙齿模型的显示坐标系计算方法，所述方法包括：获取由三角面片构成的三维牙齿模型；计算每个三角面片的面片法向以及面片面积比，累加所有三角面片的面片法向与面片面积比的乘积，对乘积和归一化处理得到三维牙齿模型的z轴；计算所有三角面片的顶点坐标的均值，以均值作为三维牙齿模型的原点；以每个顶点坐标与原点的差值构造矩阵X，将矩阵X变换为矩阵X的对称矩阵C；计算对称矩阵C的最大特征值，及最大特征值对应的特征向量，获取与特征向量和z轴组成的第一平面相垂直的第一向量作为三维牙齿模型的x轴；获取与x轴和z轴组成的第二平面相垂直的第二向量作为三维牙齿模型的y轴；以原点、x轴、y轴、z轴重建显示坐标系，将三维牙齿模型坐标变换到显示坐标系中。

在其中一些实施例中，x轴、y轴由以下方式得到：将特征向量与z轴进行叉积运算，得到三维牙齿模型的x轴；将x轴与z轴进行叉积运算，得到三维牙齿模型的y轴。

在其中一些实施例中，将矩阵X变换为矩阵X的对称矩阵C包括：以构造矩阵令构造矩阵X的对称矩阵C，其中可得C＝其中，xi为顶点，为所有顶点均值，N为牙齿模型总面片数目。

在其中一些实施例中，获取原始牙齿模型，对原始牙齿模型的每个面片进行三角化处理，得到由三角面片构成的三维牙齿模型。

在其中一些实施例中，面片法向为每个三角面片的三个顶点法向的平均法向。

在其中一些实施例中，面片面积比为面片面积占所有三角面片总面积的比例。

在其中一些实施例中，最大特征值对应的特征向量为不与z轴平行的向量；或者，若最大特征值对应的特征向量与z轴平行时，取次大特征值对应的特征向量与z轴进行叉积运算。