[发明专利]穿刺虚拟教学训练系统中铺巾过程建模方法及该系统

摘要

一种穿刺虚拟教学训练系统中铺巾过程建模方法及系统，包括：洞巾分解：将洞巾分解成N个质点；质点连接：每个质点和与其相邻的8个点用弹性件连接；计算质点内力，计算质点外力，获取质点下一帧的位置；对洞巾做碰撞检测：采用“椭球包围体”碰撞，将顶点的x、y、z值带入方程：计算结果若小于1或等于1则发生碰撞，求解椭球体碰撞点；上述穿刺虚拟教学训练系统中铺巾过程建模方法及该系统通过将洞巾分解成N个质点，将每个质点和与其相邻8个点用弹性件连接建立模型，通过计算质点内力、计算质点外力，获取质点下一帧的位置，同时用“椭球包围体”碰撞对洞巾做碰撞检测，求解椭球体碰撞点，实现洞巾的动态过程，使洞巾准确贴合到穿刺部位。

主权项

1.一种穿刺虚拟教学训练系统中铺巾过程建模方法，其特征在于，包括如下步骤：洞巾分解：将洞巾分解成N个质点，形成矩形阵列点；质点连接：每个质点和与其相邻的上、下、左、右、左上、左下、右上、右下8个点用弹性件连接，计算质点内力；计算质点外力；获取质点下一帧的位置：根据质点的质量及质点内力与外力的合力大小获得一个带方向的加速度：v_t＝v₀×at计算质点这一帧的速度向量，将当前质点在空间中的位置加上v_t×t得到质点下一帧的位置，F_合质点内力和外力的合力大小，m质点质量；对洞巾做碰撞检测：采用“椭球包围体”碰撞，椭球体绑定在待铺巾人物骨骼上，采用三个向量描述椭球体，一个是椭球体在空间的中点，另外一个是椭球体在X、Y、Z轴三个方向的半径长度，再一个是指定椭球体的方向的向量，椭球体的方程为：将顶点的x、y、z值带入计算式：判断计算结果大于1还是小于1，若小于1或等于1则发生碰撞；求解椭球体碰撞点：发生碰撞之后，将该洞巾顶点强行移动到离椭球体表面最近的点，通过解从椭球中点、过该洞巾顶点的射线和椭球体方程一起连解，获得该洞巾顶点离最近椭球体表面的一点，化简得到：x＝x0+t×(x1‑x0)y＝y0+t×(y1‑y0)z＝z0+t×(z1‑z0)，其中x0、y0、z0为椭球中点，x1、y1、z1为洞巾顶点碰撞后于椭球体内的一点。