導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇三維圖像，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

雖然使用計(jì)算機(jī)軟件可以隨意地變換顏色，但一開始進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，很多設(shè)計(jì)師還會(huì)選擇繪制傳統(tǒng)的方法，用油畫筆和工具，繪制大色塊原畫設(shè)計(jì)圖。所謂大色塊效果圖，就是用粗大的筆觸，刷出關(guān)卡的大效果。忽略各種細(xì)節(jié)，只考慮2～3種主色彩及其層次變化。大色塊效果圖，一般被用來(lái)試驗(yàn)關(guān)卡的色彩配置，獲得直接快速的反饋和意見。在數(shù)字游戲關(guān)卡中的道具和財(cái)寶，通常會(huì)選用亮色，并且可以使它們不時(shí)閃耀發(fā)光，使得玩家能夠比較容易地找到它們。使用色彩來(lái)標(biāo)志某些特定功能區(qū)域，也是一種常用的方法。這種方法在平面設(shè)計(jì)和網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)方面也很常見，就是使用某種色彩去標(biāo)志某項(xiàng)功能，使得玩家在一定時(shí)間后形成從色彩到功能的條件反射。這樣當(dāng)他進(jìn)入一個(gè)新的網(wǎng)頁(yè)或者關(guān)卡時(shí)，可以馬上找到相同功能的單元或者物體。人機(jī)界面的色彩是一個(gè)比較棘手的問(wèn)題。因?yàn)槿藱C(jī)界面實(shí)際上不屬于游戲世界，它是浮游于游戲世界之上的一層，如果色彩設(shè)定得不好，對(duì)游戲世界是個(gè)干擾。更棘手的問(wèn)題是各個(gè)關(guān)卡的色彩配置不同，但界面的色彩是不應(yīng)該改變的，這樣就有如何使得界面的色彩配置和所有關(guān)卡的色彩配置都協(xié)調(diào)一致的問(wèn)題。目前比較流行的半透明的人機(jī)界面，最大程度地減少了界面對(duì)游戲世界的干擾，是比較好的解決方案。

關(guān)于游戲三維圖像與視覺(jué)傳達(dá)的分析

在游戲制作中三維建模是三維游戲的基礎(chǔ)。三維模型按用途可以分為表面模型和實(shí)體模型兩類。所謂表面模型就是在建模的時(shí)候，只創(chuàng)建物體表面而不需要考慮物體內(nèi)部，創(chuàng)建出來(lái)的物體是一個(gè)空殼；而實(shí)體模型在建模的時(shí)候不只考慮物體表面，也考慮物體內(nèi)部。例如，同樣是創(chuàng)建一個(gè)球體，表面建模出來(lái)的是個(gè)空心球，而實(shí)體建模建造出來(lái)的是實(shí)心球。在數(shù)字游戲設(shè)計(jì)中三維建模按常用的技術(shù)可以分為多邊形建模和曲面建模。還有一種比較特殊的是粒子模型（Particle-systemmodeling）。

最簡(jiǎn)單的面就是由三個(gè)頂點(diǎn)（vertex）構(gòu)成三角形平面，通過(guò)拼接多個(gè)三角形平面就可以構(gòu)成更大更復(fù)雜的面。所謂多邊形（polygon）就是用頂點(diǎn)定義的面來(lái)構(gòu)成的物體模型。現(xiàn)在三維游戲中多使用的建模技術(shù)就是多邊形技術(shù)。如果物體模型的多邊形越分越細(xì)，數(shù)量越來(lái)越多，就可以用來(lái)模擬柔和的曲面，這種技術(shù)就叫多邊形近似（polygonalapproximation）。建立層次結(jié)構(gòu)不光是為了統(tǒng)一坐標(biāo)系，更重要的是它是一種有效管理模型各部件的方法。層次結(jié)構(gòu)一般是樹狀模型。創(chuàng)建具有細(xì)致層次結(jié)構(gòu)的模型，就可以對(duì)每個(gè)部分或者幾個(gè)部分分別操作，清楚明了，而且靈活。

通常重要的模型的制作層次結(jié)構(gòu)就是生物的結(jié)構(gòu)。因?yàn)槿说墓羌芙Y(jié)構(gòu)以腰部為根結(jié)點(diǎn)，下面延伸出左右臀部，然后是大腿和小腿之間的膝蓋、腳踝和腳趾；向上則是脊柱，脊柱的塊數(shù)按精細(xì)程度可以從2到5塊不等，脊柱的盡頭就是脖子，然后是頭部；從脊柱還要分出兩個(gè)肩關(guān)節(jié)，然后是手肘、手腕、手指。給出基本的人體層次結(jié)構(gòu)，像現(xiàn)實(shí)中一樣，表面性質(zhì)也是物體一類重要的參數(shù)，比如顏色、反光度、凸凹性質(zhì)等。物體表面各種性質(zhì)的集合稱作shader。將物體面性質(zhì)定義為獨(dú)立的數(shù)據(jù)類型shader，好處很多：定義好一個(gè)shader，可以復(fù)數(shù)使用在不同物體上；作為獨(dú)立的數(shù)據(jù)，方便調(diào)整和衍生出新的shader；構(gòu)成shader庫(kù)（shaderlibrary），方便他人和不同的項(xiàng)目調(diào)用。很多三維軟件會(huì)提供基本shader庫(kù)給客戶，客戶也可以根據(jù)自己的需要?jiǎng)?chuàng)建出新的shader來(lái)充實(shí)自己的shader庫(kù)。

關(guān)于數(shù)字游戲視覺(jué)設(shè)計(jì)中法向量貼圖的分析

游戲角色貼圖和在設(shè)計(jì)制作影視動(dòng)畫級(jí)別角色的區(qū)別在于，在三維游戲中制作模型面數(shù)少，要求的貼圖更是受到限制，在有限的面數(shù)和尺寸里，要表現(xiàn)最好的效果，就是游戲角色貼圖的最高境界。可以基本表現(xiàn)一些東西，但是很多細(xì)節(jié)還要靠貼圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。貼圖烘焙技術(shù)源自于軟件渲染模塊，最早用在建筑漫游中。將含有光線信息的貼圖烘焙出來(lái)，再將烘焙完的貼圖貼回模型，再渲染出動(dòng)畫序列幀，最后進(jìn)行后期編輯。由于游戲中的即時(shí)光影變化，用實(shí)時(shí)光影的算法會(huì)比較占用資源，所以就有了將光線信息附加在貼圖上的做法。在數(shù)字游戲設(shè)計(jì)中為了達(dá)到圖像的透明效果都會(huì)使用AlphaBlend技術(shù)。所謂AlphaBlend技術(shù)，其實(shí)就是按照“Alpha”混合向量的值來(lái)混合源像素和目標(biāo)像素，一般用來(lái)處理半透明效果。在計(jì)算機(jī)中的圖像可以用R（紅色）、G（綠色）、B（藍(lán)色）三原色來(lái)表示。美國(guó)游戲制作人JohnCarmack，在2010年世界開發(fā)者會(huì)議上推出了該公司最新開發(fā)平臺(tái)，并了相關(guān)游戲內(nèi)部貼圖技術(shù)范例視頻，游戲內(nèi)部貼圖技術(shù)使藝術(shù)家們可以很輕易地將數(shù)千兆字節(jié)的高質(zhì)量材質(zhì)貼圖賦予角色。

篇2

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目教學(xué)法；教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)；任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9599 (2011) 17-0000-01

"Three-Dimensional Image Processing and Production"Curriculum Design on Project Approach

Wu Jin

(Liaoning Forestry Vocation-Technical College,Shenyang110101,China)

Abstract:The Project Approach is Liaoning Vocational College of forestry in the process of teaching the necessary teaching method,this paper,"Three-dimensional image processing and production"course in the"curtain making"process of teaching design,for example,describes the project approach in the specific teaching and learning process the mining and applications.

Keywords:Project Approach;Teaching process design;Task-driven approach

一、項(xiàng)目教學(xué)法的概述

項(xiàng)目教學(xué)法是師生通過(guò)共同實(shí)施一個(gè)完整的“項(xiàng)目”工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。項(xiàng)目教學(xué)法是以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)方法。在教學(xué)活動(dòng)中，教師將需要解決的問(wèn)題或需要完成的任務(wù)以項(xiàng)目的形式交給學(xué)生，在教師的指導(dǎo)下，以個(gè)人或小組工作方式，由學(xué)生自己按照實(shí)際工作的完整程序，共同制定計(jì)劃、共同或分工完成整個(gè)項(xiàng)目。

二、項(xiàng)目教學(xué)下的《三維圖像處理與制作》課程教案設(shè)計(jì)

一年來(lái)，我對(duì)項(xiàng)目教學(xué)法的認(rèn)識(shí)在教學(xué)實(shí)踐中得到了不斷的提高，在一體化教學(xué)中用好此方法，可以達(dá)到教與學(xué)共同提高的目的，下面我以《三維圖像處理與制作》課程為例介紹一節(jié)課（90分鐘）的簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)過(guò)程。

（一）課前的教學(xué)準(zhǔn)備

1.教學(xué)條件。場(chǎng)地：帶有多媒體設(shè)備的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室。機(jī)器配置：P4處理器，Windows XP操作系統(tǒng)，3DS max8.0、ACDSee軟件

2.學(xué)生特點(diǎn)分析。該班是高中起點(diǎn)三年制的統(tǒng)招班，學(xué)生聰明好學(xué)，比較喜歡開放、自由的學(xué)習(xí)環(huán)境，但是學(xué)習(xí)的自信心不強(qiáng)，不善于獨(dú)立思考和探索問(wèn)題.

3.教學(xué)組織與學(xué)習(xí)情境。課程遵循的理念是以學(xué)生為主體，能力為主線，任務(wù)為載體，進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練。

為使每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)，所以采用教學(xué)做一體化的課堂組織形式，學(xué)習(xí)情境采用以學(xué)生為主體，教師全程組織與參與教學(xué)指導(dǎo)思想，將學(xué)生進(jìn)行分組，每個(gè)小組模擬一家設(shè)計(jì)公司。

采用角色扮演方法：

小組：房地產(chǎn)企業(yè)設(shè)計(jì)公司。小組成員：繪圖員。小組組長(zhǎng)：設(shè)計(jì)師。教師：客戶。

各個(gè)小組的關(guān)系是互相競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。各小組的成員互換，每人都有機(jī)會(huì)體驗(yàn)各種職位。

4.課前準(zhǔn)備。提前1天老師給學(xué)生布置本次課的教學(xué)任務(wù)，學(xué)生以小組為單位，課前收集素材、最前沿的信息完成以下任務(wù)。在課余時(shí)間讓學(xué)生進(jìn)行任務(wù)分析、查閱、預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)內(nèi)容

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程

1.教學(xué)流程。客戶提出需求―分析、計(jì)劃―任務(wù)實(shí)施―作品驗(yàn)收―拓展訓(xùn)練―作業(yè)以及總結(jié)

2.具體教學(xué)實(shí)施過(guò)程。

步驟一、客戶提出需求―3分鐘。（引入）受“青河世家”房地產(chǎn)公司的委托，我們制作樣板間的效果圖，根據(jù)客戶的要求，我們需要對(duì)它進(jìn)行窗簾裝飾，

客戶需求的窗簾：（1）暗色的；（2）吸音障噪的；（3）現(xiàn)代型的；（4）帶簾頭的。

步驟二、任務(wù)分析、制定計(jì)劃―5分鐘。以小組為單位討論分析客戶需求，制定滿足客戶要求的計(jì)劃。分析結(jié)果如下：符合深顏色、簡(jiǎn)約型、厚重特點(diǎn)的簾身模型和帶簾頭的窗簾模型。

（提問(wèn)）：設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人分析客戶需求，并歸納按照客戶要求所制定的任務(wù)。（展示新任務(wù)，使產(chǎn)生任務(wù)學(xué)習(xí)的“萌動(dòng)”）

（提問(wèn)總結(jié)）：通過(guò)分析模型，我們自然也將看起來(lái)非常復(fù)雜的大任務(wù)分解成2個(gè)小任務(wù)，分別是任務(wù)1：制作簾身模型，符合深顏色、簡(jiǎn)約型、厚重特點(diǎn)；任務(wù)2：制作簾頭。這種化繁為簡(jiǎn)思考方法，使問(wèn)題個(gè)個(gè)擊破，再重新組合，能幫助我們提高處理復(fù)雜問(wèn)題的能力。

步驟三、任務(wù)實(shí)施過(guò)程―50分鐘。（1）制作簾身模型（重點(diǎn)：15分鐘）。各小組成員紛紛動(dòng)手實(shí)踐，以失敗告終，這時(shí)讓各小組自己分析失敗原因。各小組發(fā)揮探索精神分析建模過(guò)程，最終得到放樣原理。繪圖員制作垂掛的窗簾。從而產(chǎn)生任務(wù)學(xué)習(xí)“涌動(dòng)”。突破這節(jié)課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，按照客戶要求在完成原任務(wù)的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)新的任務(wù)計(jì)劃，制作窗簾挽起的效果，對(duì)放樣模型進(jìn)行縮放變形達(dá)到效果。（充分體現(xiàn)了設(shè)計(jì)師、繪圖員之間的相互協(xié)作、同時(shí)與客戶溝通的關(guān)系、以及隨機(jī)應(yīng)變的能力）。（2）制作挽起的窗簾（難點(diǎn)：20分鐘）。使其產(chǎn)生任務(wù)學(xué)習(xí)“沖動(dòng)”，突破難點(diǎn)。各小組討論發(fā)言，自己得出變形設(shè)置方法和其特點(diǎn)，提出任務(wù)解決方案。（3）制作簾頭（15分鐘）。自主探索學(xué)習(xí)實(shí)踐制作簾頭任務(wù)，感受收獲樂(lè)趣，達(dá)到任務(wù)學(xué)習(xí)“情動(dòng)”。

步驟四、知識(shí)點(diǎn)歸納以及作品驗(yàn)收―12分鐘

作品展示：各組小組長(zhǎng)向全班匯報(bào)、交流本組設(shè)計(jì)的最終作品，并以小組為單位進(jìn)行作品展示。

評(píng)價(jià)：采用學(xué)生互評(píng)、自評(píng)，教師點(diǎn)評(píng)和企業(yè)點(diǎn)評(píng)的方式

步驟五、訓(xùn)練鞏固拓展―15分鐘

步驟六、作業(yè)―2分鐘

步驟七、總結(jié)―3分鐘

三、結(jié)束語(yǔ)

《三維圖像處理與制作》課程的教學(xué)設(shè)計(jì)思路是以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，遵循在“做中學(xué)”的理念。在“窗簾”這個(gè)教學(xué)情景中，我用項(xiàng)目教學(xué)中的“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法，重視對(duì)學(xué)習(xí)的方法的指導(dǎo)，首先提出任務(wù)，然后師生共同分析任務(wù)、實(shí)踐任務(wù)、遭遇難點(diǎn)、探究難點(diǎn)、突破難點(diǎn)和感受收獲，使學(xué)生在操作、質(zhì)疑、解惑中完成學(xué)習(xí)，從而達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和質(zhì)量的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王棟松.在計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中開展項(xiàng)目教學(xué)法的研究[J].職業(yè)教育研究,2005,11

篇3

關(guān)鍵詞：靈感來(lái)源；三維動(dòng)畫；二維動(dòng)畫；特效；音效；主題特色

中圖分類號(hào)：J954 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-4115（2013）02-12-3

一、序言

社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，媒體的宣傳，網(wǎng)絡(luò)的傳播，給動(dòng)漫藝術(shù)帶來(lái)了廣闊的發(fā)展空間，而動(dòng)漫藝術(shù)的發(fā)展更離不開想象。想象是創(chuàng)作者在現(xiàn)實(shí)生活的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)聯(lián)想和夸張而創(chuàng)造出來(lái)的新形象；想象可以調(diào)動(dòng)各種藝術(shù)手段更完美、更具體地表現(xiàn)人們所向往的理想境界。其現(xiàn)實(shí)生活及自然景物的動(dòng)態(tài)之美，超現(xiàn)實(shí)、超時(shí)空的速度之美，改造現(xiàn)實(shí)改造自然的變化之美，都可以在動(dòng)漫作品得到完美的體現(xiàn)。動(dòng)漫中運(yùn)動(dòng)著的畫面，比現(xiàn)實(shí)生活更溫馨，更生動(dòng)，更幽默，其感人的情節(jié)和生動(dòng)的場(chǎng)景比人性更勇敢，比真實(shí)更美麗，所以我借助了豐富的想象選擇了《神奇的畫筆》這一題材，用之于我的動(dòng)漫作品中。試圖通過(guò)原創(chuàng)二維圖像動(dòng)畫和三維動(dòng)畫結(jié)合等多種表現(xiàn)形式與制作的依據(jù)、主要解決的問(wèn)題及其動(dòng)畫的發(fā)展前景等方面予以論證，并探討“新類型動(dòng)漫電影”，如何采用2D與3D相結(jié)合的技術(shù)，使繪畫與卡通結(jié)合，泥塑與詩(shī)境結(jié)合，動(dòng)畫與實(shí)景結(jié)合，繪畫動(dòng)畫與3D動(dòng)畫結(jié)合，產(chǎn)生平面與三維結(jié)合的動(dòng)畫效果，較好地完成了兩個(gè)不同空間技術(shù)的結(jié)合，營(yíng)造一種視覺(jué)奇觀，給人以新的視覺(jué)感受和思考，尤其是作品中的特效動(dòng)畫、特效電影更給人以耳目一新之感。它是人們寄托理念、夢(mèng)想的載體，人們可以通過(guò)這個(gè)載體，寄托自己的美好理想和對(duì)未來(lái)世界的追求與向往。從而開拓出動(dòng)畫創(chuàng)作的多元化發(fā)展趨勢(shì)。

二、靈感來(lái)源

《神奇的畫筆》靈感來(lái)源于被譽(yù)為現(xiàn)代童話的電影《誰(shuí)陷害了兔子羅杰》。這部充滿獨(dú)創(chuàng)精神與發(fā)明的影片，一個(gè)吸引人的故事情節(jié)及出色的劇本設(shè)計(jì)――1988年迪斯尼出品的《Quiveut la peau de Roger Rabbit》，導(dǎo)演Robert Zemeckis，故事取材于1981年，加里?沃爾夫筆下的漫畫小說(shuō)《誰(shuí)給兔子羅杰判了刑》，描述了40年代好萊塢一個(gè)“動(dòng)畫城”中的動(dòng)畫角色和真人雇主之間的糾紛。

影片情節(jié)是：40年代后期，洛杉磯有一片劃歸卡通動(dòng)物族類居住的地區(qū)，稱為“圖恩城”。卡通明星兔子羅杰因疑心妻子杰西卡另有外遇，拍戲時(shí)常常因走神忘了臺(tái)詞，遭到他的搭檔娃娃哈曼的奚落。卡通電影公司老板馬隆便雇傭私人偵探埃迪去查明情況，并拍下杰西卡的照片，好讓羅杰下定決心，斬?cái)嗲榫墸瑢Ｐ耐度肟ㄍㄏ盗衅呐臄z。埃迪因自己的弟弟特迪不久前被“圖恩城”的卡通角色暗害，也急于早日追出兇手，便慷慨地將此事承諾下來(lái)，由此引發(fā)了一連串的玄妙情節(jié)。

《誰(shuí)陷害了兔子羅杰》被稱為動(dòng)畫史上的里程碑，它首次將真人與動(dòng)畫結(jié)合在一起，著名影星鮑勃?霍金斯和一大群卡通人物搭檔在同一個(gè)銀幕空間演出，背后有上百名的動(dòng)畫制作人員。

影片中有大量經(jīng)典的卡通人物登場(chǎng)（幾乎上世紀(jì)40年代所有的動(dòng)畫明星全部登場(chǎng)），結(jié)合真人，幕后杰出的動(dòng)畫設(shè)計(jì)師們通過(guò)《誰(shuí)陷害了兔子羅杰》而衍生了全新的動(dòng)畫技術(shù)：用全新的光影技術(shù)創(chuàng)造更為逼真的動(dòng)畫以及三維效果；大量的移動(dòng)鏡頭以減少乏味的靜止環(huán)境影像；努力使得卡通與真人在現(xiàn)實(shí)世界完美地結(jié)合。

影片以瑰麗奇幻的色彩和異想天開的創(chuàng)意引人入勝，影片編導(dǎo)以重新復(fù)制40年代處于黃金時(shí)期的迪斯尼卡通王國(guó)作為敘事策略，并采用80年代電影科技的最新手段，將真人與卡通角色巧妙地融匯在一起，賦予了卡通電影以新的風(fēng)貌、新的魅力，創(chuàng)造了卡通電影的新紀(jì)元。這一切對(duì)我創(chuàng)作《神奇的畫筆》產(chǎn)生了極大的影響。

三、《神奇的畫筆》中三維動(dòng)畫與二維動(dòng)畫的聯(lián)系

3D與平面設(shè)計(jì)相比：三維動(dòng)畫多了時(shí)間和空間的概念，它需要借鑒平面設(shè)計(jì)的一些法則，但更多是要按影視藝術(shù)的規(guī)律來(lái)進(jìn)行創(chuàng)作，將3D動(dòng)畫結(jié)合在2D的場(chǎng)景里，讓樸素的效果產(chǎn)生了強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊力。

2D動(dòng)畫是以一張一幀的形式預(yù)先存在的，最終都會(huì)以復(fù)雜的聯(lián)系方式在動(dòng)畫中進(jìn)行調(diào)用，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)想象世界中豐富的內(nèi)容。因此即使是3D縱橫的現(xiàn)在，配上一款畫面豐富、風(fēng)格獨(dú)特的2D動(dòng)畫也是相當(dāng)搶眼的。近兩年，有人對(duì)2D使用了顯卡加速，但顯卡技術(shù)注定2D圖形是通過(guò)3D技術(shù)進(jìn)行加速的，即單張的圖形或動(dòng)畫，還是以3D計(jì)算帖圖的形式進(jìn)行，這樣通常可以保證2D圖形的運(yùn)行可以達(dá)到很高的速度，但是這類技術(shù)也不是很全面，瓶頸主要在顯存帖圖數(shù)量的限制和3D顯卡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不一，導(dǎo)致個(gè)別顯卡運(yùn)行不了，像素點(diǎn)陣技術(shù)也是較早期的2D技術(shù)。2D和3D比較容易區(qū)分，最簡(jiǎn)單的區(qū)分是3D能轉(zhuǎn)換成360度視角。

2D圖形內(nèi)容只有水平的X軸向與垂直的Y軸向，傳統(tǒng)手工漫畫、插畫等都屬于2D類。它的立體感，光影都是我自己繪制模擬出來(lái)的。

3D三維（XYZ），圖形內(nèi)容除了有水平的x軸向與垂直的Y軸向外還有進(jìn)深的Z軸。與二維的區(qū)別是，三維圖形可以包含360度的信息，能從各個(gè)角度去表現(xiàn)（模型）。三維圖形的立體感、光景效果要比二維平面圖形好得多，它的立體、光線、陰影，都是真實(shí)存在的（但對(duì)于我們這個(gè)真實(shí)的世界來(lái)說(shuō)它還是虛幻的）

原創(chuàng)動(dòng)畫《神奇的畫筆》主要解決的問(wèn)題，2D的統(tǒng)一、2D和3D的結(jié)合、陶土人物制作、停格動(dòng)畫的拍攝、合成，及其手繪、配樂(lè)等。

三維動(dòng)畫軟件Maya，應(yīng)用對(duì)象是專業(yè)的影視廣告，角色動(dòng)畫，電影特技等。建模、燈光、材質(zhì)、特效、渲染，都要通過(guò)3D軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

首先便是建模，在創(chuàng)作出了人物的形象之后，便在3D軟件中建立出人物形象，和動(dòng)畫中需要用3D實(shí)現(xiàn)的東西。

之后便是做出人物的動(dòng)作：通過(guò)建立出來(lái)的人物的骨骼，讓人物根據(jù)故事情節(jié)在場(chǎng)景中做出各種姿態(tài)各異的動(dòng)作，最后渲染出整個(gè)完整的3D動(dòng)畫。

Adobe After Effects是制作動(dòng)態(tài)影像設(shè)計(jì)不可或缺的輔助工具，是視頻后期合成處理的專業(yè)非線性編輯軟件。

我的動(dòng)畫作品《神奇的畫筆》，主要的特色在于結(jié)合了三維的更立體的動(dòng)畫和二維的平面繪畫動(dòng)畫。

四、動(dòng)畫主題的特色

為突出《神奇的畫筆》主題的表現(xiàn)特色是：讓畫面伴隨著不同的視覺(jué)效果，通過(guò)媒介傳達(dá)離奇想象（甚至是不合理或抽象、怪異奇幻的），我在設(shè)計(jì)中，對(duì)故事構(gòu)架、情節(jié)編排、人物造型設(shè)計(jì)、背景刻畫等方面，都運(yùn)用了非凡的想象力來(lái)講述一個(gè)現(xiàn)代童話故事，以瑰麗、奇妙的色彩和異想天開的離奇效果，來(lái)吸引不同年齡、不同層次的人群；使影片創(chuàng)意獨(dú)具特色，讓卡通角色與真人同臺(tái)演出，把卡通世界與現(xiàn)實(shí)生活結(jié)合在一起，充分發(fā)揮了動(dòng)畫造型的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，其角色的動(dòng)作性強(qiáng)，活靈活現(xiàn)，妙趣橫生，極盡喜劇夸張效果，把動(dòng)畫主人公杰西（神奇的畫筆中的小男孩）的性格塑造得真誠(chéng)、善良、無(wú)憂無(wú)慮、活潑可愛，極富魅力。

在動(dòng)畫《神奇的畫筆》的創(chuàng)作過(guò)程中，結(jié)合了自己在圖形設(shè)計(jì)方面的實(shí)踐和研究，以及自己對(duì)藝術(shù)的研究和體會(huì)，并且從大量的相關(guān)資料、動(dòng)畫、電影、網(wǎng)絡(luò)、文學(xué)、評(píng)論、文獻(xiàn)等知識(shí)中汲取創(chuàng)作靈感，再根據(jù)自己多年來(lái)的生活閱歷、知識(shí)積淀，將一個(gè)生動(dòng)的故事情境，運(yùn)用現(xiàn)代高科技創(chuàng)新手段，將傳統(tǒng)與浪漫、虛構(gòu)與真實(shí)的動(dòng)漫情節(jié)，用獨(dú)特的動(dòng)勢(shì)，疊加的畫面，跳躍的節(jié)奏，動(dòng)感的韻律，變幻的鏡頭，完成對(duì)《神奇的畫筆》的解讀和構(gòu)建。其神奇的意境，動(dòng)人的傳說(shuō)和充滿韻律感的動(dòng)畫組接，把許多特別而離奇的畫面一一呈現(xiàn)。

五、后期特效――結(jié)合二維圖像動(dòng)畫和三維動(dòng)畫

動(dòng)畫《神奇的畫筆》，在After effects做后期的特效，加平面動(dòng)畫時(shí)，應(yīng)該注意到的是圖形動(dòng)畫的速度以及整個(gè)動(dòng)畫的速度，從而才能產(chǎn)生更加逼真、形象的動(dòng)畫效果。像這樣需要第二次合成圖形動(dòng)畫的動(dòng)畫，更重的一點(diǎn)是把2D的繪畫動(dòng)畫和原有的3D動(dòng)畫緊密、自然地結(jié)合起來(lái)，比如在動(dòng)畫中的一些場(chǎng)景，主人公通過(guò)畫筆畫出2D的動(dòng)畫，這樣就必須使3D和2D兩部分動(dòng)畫很好的結(jié)合，從而才能產(chǎn)生生動(dòng)、離奇的特殊效果來(lái)。此外After effects中還能在動(dòng)畫后期處理的時(shí)候加入很多特別的效果，更豐富了這種富有想象力題材動(dòng)畫的最后效果，使之更生動(dòng)、感人。

六、音效――視覺(jué)形象和聽覺(jué)形象相互補(bǔ)充

動(dòng)畫電影是視覺(jué)與聽覺(jué)、音樂(lè)、音響（包括對(duì)白和旁白）等元素組成的綜合藝術(shù)。視覺(jué)形象和聽覺(jué)形象相互補(bǔ)充，渾然一體，才能產(chǎn)生最佳的藝術(shù)效果，因此，音樂(lè)在動(dòng)畫電影中非常重要。音樂(lè)的節(jié)奏可以與人物動(dòng)作的節(jié)奏配合。音樂(lè)節(jié)奏的速度、節(jié)拍以及樂(lè)曲旋律的起伏、強(qiáng)弱、高低、快慢等都是與動(dòng)畫作品的變化相應(yīng)統(tǒng)一、渾然一體的。音樂(lè)的節(jié)奏是整部影片節(jié)奏的基礎(chǔ)與前提。動(dòng)畫音樂(lè)可以為動(dòng)畫渲染氣氛，為動(dòng)畫營(yíng)造立體的效果，引導(dǎo)劇情的發(fā)展以至于帶動(dòng)影響觀眾的情感等等。

在動(dòng)畫《神奇的畫筆》中，慢與快的節(jié)奏連接，慢奔跑的節(jié)奏、跳躍的節(jié)奏、越來(lái)越快的電子樂(lè)、混合的雜聲、模擬自然的聲音。驚訝、嘆息、歡笑、吶喊，隱隱藏在極快節(jié)奏的音樂(lè)中，使得整個(gè)動(dòng)畫更加生動(dòng)。奇異的電子樂(lè)仿佛營(yíng)造出一種離奇的超時(shí)空的感覺(jué)。電子樂(lè)模擬出的鳥叫聲、風(fēng)流動(dòng)的聲音，還有清澈的流水聲配合歡快的節(jié)奏，流露出歡悅的情緒。

在動(dòng)畫中小男孩的語(yǔ)言多為感嘆詞，表示驚訝、感嘆、贊嘆的聲音，如：啊、噢、嗨喲、哎呀等。

總之，我的制作意圖旨在突出其人物的驚嘆、贊嘆、感嘆、驚訝等超群想象，無(wú)需其他語(yǔ)言，這樣可以給觀眾留下更多的思考空間。

七、創(chuàng)作依據(jù)

現(xiàn)代傳播媒介，讓人們不再用單一的思想來(lái)考慮問(wèn)題，而是用獨(dú)特的、新奇的、異想天開的超現(xiàn)實(shí)的動(dòng)態(tài)之美來(lái)展示一切事物的靈魂，這是一切藝術(shù)的最高標(biāo)準(zhǔn)。因此，我運(yùn)用了2D和3D相結(jié)合的制作特點(diǎn)，突出其兩者的反差，產(chǎn)生想象的奇特效果，使色調(diào)和諧統(tǒng)一，畫面吸引人的看點(diǎn)。2D是平面動(dòng)畫，其人物及景物多由單線平涂構(gòu)成的，這種動(dòng)畫類型具有極強(qiáng)的可操作性和藝術(shù)性，因此是最傳統(tǒng)、最常見的。2D動(dòng)畫結(jié)合在3D的場(chǎng)景里，使樸素的效果產(chǎn)生了較強(qiáng)的視覺(jué)沖擊力，再加上動(dòng)畫中的藝術(shù)品――黏土動(dòng)畫的離奇想象，更會(huì)給人耳目一新之感。

《神奇的畫筆》不僅僅是一個(gè)視覺(jué)成就，它也給動(dòng)畫創(chuàng)作帶來(lái)了新的發(fā)展空間，它可以使我們把頭腦中想象的事物更具象，更直觀地顯現(xiàn)在觀眾面前，較好地完成了兩個(gè)不同空間技術(shù)的結(jié)合。通過(guò)這種形式，給人以新的視覺(jué)感受和思考，其中的特效動(dòng)畫、特效電影給人以耳目一新之感。它是人們寄托自己理念、夢(mèng)想的一個(gè)載體，就如同電影、電視一樣，是一種思想的表現(xiàn)形式；人們可以通過(guò)這個(gè)載體寄托自己的美好理想，以及對(duì)未來(lái)世界的追求和向往。

八、結(jié)論

二維和三維將來(lái)的發(fā)展如何，雖然宮崎駿說(shuō)過(guò)：“傳統(tǒng)的手繪動(dòng)畫才是最能表達(dá)藝術(shù)的最佳效果的。”但隨著科技的進(jìn)步，一些傳統(tǒng)的東西也許會(huì)被先進(jìn)的技術(shù)所代替的，二維與三維的結(jié)合形式也許會(huì)大幅度的攀升。

篇4

目的應(yīng)用實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖（RT3DE）技術(shù)評(píng)價(jià)房間隔缺損（ASD）患者右心室功能及其影響因素。方法應(yīng)用實(shí)時(shí)三維長(zhǎng)軸八平面法（LA 8plane）測(cè)量并比較20例ASD患者及20例正常對(duì)照者右室舒張末期容積、收縮末期容積及右室射血分?jǐn)?shù)，并將ASD患者射血分?jǐn)?shù)與缺損最大徑、年齡、肺循環(huán)與體循環(huán)血流量之比（Qp/Qs）進(jìn)行相關(guān)分析。結(jié)果ASD患者右室舒張末期容積、收縮末期容積均大于對(duì)照組，右心室射血分?jǐn)?shù)明顯低于對(duì)照組。射血分?jǐn)?shù)與缺損最大徑、Qp/Qs高度相關(guān)(r= -0.72，-0.67，P

【關(guān)鍵詞】 實(shí)時(shí)三維顯像 右心室功能 房間隔缺損

Abstract:ObjectiveTo assess the right ventricular function and its determinants in patients with atrial septal defect using real-time three-dimensional echocardiography. MethodsThe right ventricular end-systolic volume， right ventricular end-diastolic volume， right ventricular ejection function in 20 atrial septal defect patients and 20 health inpiduals were measured by RT3VE and the correlation between the right ventricular ejection fraction and the largest size of defect， age and the ratio of pulmonary to systemic flow (Qp/Qs) in ASD patients was evaluated. ResultsThe right ventricular end-diastolic volume (RVEDV) and right ventricular end-systolic volume (RVESV) of ASD group were higher than those of the control group， but the right ventricular ejection fraction (RVEF) was obviously lower than that of the control group. In the present study， the RVEF of ASD group was correlated with the largest defect size and Qp/Qs (r= -0.72，-0.67，P

Key words:Real-time three-dimensional imaging； Right ventricular function； Atrial septal defect

右心室容積和射血分?jǐn)?shù)是評(píng)價(jià)右室功能的重要指標(biāo)，房間隔缺損（ASD）患者右心室容積和功能的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)對(duì)其病情程度估價(jià)、治療方案選擇及療效預(yù)后判斷有重要臨床價(jià)值［1］。本研究旨在應(yīng)用實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖(RT3DE) 長(zhǎng)軸八平面法（LA 8-plane）評(píng)價(jià)ASD組和正常對(duì)照組右室容積及功能變化，并探討影響ASD患者右心室收縮功能的主要因素。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象20例繼發(fā)孔型ASD患者，男8例，女12例，年齡7～54歲，平均(28.4±10.8)歲。所有患者均為竇性心律，心功能Ⅰ～Ⅱ級(jí)。20例年齡、性別匹配的正常人為對(duì)照組，心電圖及常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查正常。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器Philips IE33彩色超聲診斷儀，配備實(shí)時(shí)三維探頭X3-1（頻率1～3MHz），二維相控陣探頭S5-1（頻率為2～4MHz）。TomTec Research-Arena三維圖像處理工作站。

1.2.2 RT-3DE檢查方法受檢者取左側(cè)臥位，同步記錄心電圖。選用實(shí)時(shí)三維探頭顯示清晰的心尖四腔切面置于顯示屏中央后，觸動(dòng)儀器面板上的“Full-volume”鍵，此時(shí)顯示屏上出現(xiàn)兩幅互為正交的二維圖像。此時(shí)啟動(dòng)采圖鍵獲取全容積成像數(shù)據(jù)庫(kù)，所有圖像均存儲(chǔ)于儀器硬盤中，檢查結(jié)束后刻錄于光盤保存供嗣后分析。

1.2.3 二維超聲心動(dòng)圖檢查采用S5-1二維探頭，于左心長(zhǎng)軸切面及大動(dòng)脈短軸切面測(cè)量主動(dòng)脈瓣環(huán)和肺動(dòng)脈瓣環(huán)直徑（Ds及Dp），利用脈沖多普勒于心尖五腔切面和大動(dòng)脈短軸切面分別記錄主動(dòng)脈瓣環(huán)和肺動(dòng)脈瓣環(huán)水平的收縮期血流頻譜，分別測(cè)量其流速積分VTI。

1.2.4 資料分析將存儲(chǔ)在光盤上的全容積三維數(shù)據(jù)輸入工作站。應(yīng)用任意旋轉(zhuǎn)切割功能將右室置于參考平面的中央，在冠狀面、矢狀面和短軸面三個(gè)相互正交的平面上分別同時(shí)顯示心尖四腔觀、右心兩腔觀和短軸觀。將圖像停幀于收縮末期和舒張末期，選擇每隔22.5°旋轉(zhuǎn)一次的八平面法逐點(diǎn)勾畫右室心內(nèi)膜。完畢后自動(dòng)顯示右室收縮末期容積、舒張末期容積和射血分?jǐn)?shù)。

通過(guò)切割旋轉(zhuǎn)，將心房間隔置于參考調(diào)節(jié)平面的中軸線上，從右房面剖切出房間隔缺損的正面觀，在一個(gè)心動(dòng)周期的動(dòng)態(tài)變化中，選取測(cè)量出缺損最大徑。

Qp/Qs的計(jì)算：應(yīng)用公式πD2/4分別求出肺動(dòng)脈瓣環(huán)和主動(dòng)脈瓣環(huán)面積，再根據(jù)以下公式［2］計(jì)算出Qp/Qs，(Qp=肺動(dòng)脈瓣環(huán)面積×肺動(dòng)脈瓣口VTI，Qs=主動(dòng)脈瓣環(huán)面積×主動(dòng)脈瓣口VTI)。

1.2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理測(cè)量數(shù)據(jù)用±s表示，兩組數(shù)據(jù)之間的比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。P

2 結(jié)果

LA 8-plane測(cè)量的ASD患者右室收縮、舒張末期容積均較正常對(duì)照組明顯增加，右心室射血分?jǐn)?shù)較對(duì)照組明顯降低(P均

RT3DE技術(shù)測(cè)量的ASD最大徑為(2.69±0.89)cm，Qp/Qs值為（2.32±1.01），RVEF與缺損最大徑、Qp/Qs高度相關(guān)（r = -0.72，-0.67，P0.05)。

3 討論

M型及二維超聲心動(dòng)圖是最早于評(píng)價(jià)心功能的超聲技術(shù)，作為一種無(wú)創(chuàng)、簡(jiǎn)便、可重復(fù)性好的檢查方法在臨床應(yīng)用廣泛，由于左心室較為規(guī)則的形態(tài)特點(diǎn)，使得二維超聲技術(shù)主要用于左心室功能的測(cè)定。右心室形態(tài)復(fù)雜，呈新月形，肌小梁豐富且具有一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的流出道，因此基于假設(shè)的幾何形態(tài)來(lái)推算其容積的二維超聲方法有其局限性［2］。而臨床評(píng)估右室容積的技術(shù)如心室造影、磁共振心臟成像、核素心室顯像及CT軸位成像存在有創(chuàng)性、輻射損害或某些禁忌癥［3］。三維超聲心動(dòng)圖技術(shù)則不受上述因素的影響，測(cè)量心室容積和功能準(zhǔn)確［4，5］。近年來(lái)，實(shí)時(shí)三維超聲技術(shù)在心室容積和功能方面的應(yīng)用日趨成熟，長(zhǎng)軸平面法對(duì)心室整體容積和功能評(píng)價(jià)的動(dòng)物和臨床研究均表明其重復(fù)性好、準(zhǔn)確性高［6，7］。

本研究表明LA 8-plane測(cè)量的ASD患者右室收縮、舒張末期容積均較正常對(duì)照組明顯增加，右心室射血分?jǐn)?shù)較對(duì)照組明顯降低。ASD由于左向右分流的存在，首先累及右心，主要表現(xiàn)為右心容量負(fù)荷過(guò)重。隨著病程的延長(zhǎng)，長(zhǎng)期左向右分流的存在必將導(dǎo)致右心擴(kuò)大，右心功能下降，而房間隔連續(xù)完整時(shí)，不存在分流現(xiàn)象，則右心容量正常。當(dāng)房間隔出現(xiàn)缺損時(shí)，由于正常左心房壓力(8～10 mmHg) 高于右心房壓力(3～5 mmHg)，通過(guò)缺孔的分流方向?yàn)橛勺蠓恐劣曳浚狗窝h(huán)的流量可數(shù)倍于體循環(huán)，因此，肺循環(huán)與體循環(huán)之比值能夠反映分流量的多少，該比值越大，右心室容量負(fù)荷越重，右心功能越差，反之亦然。在本研究中右心功能與肺循環(huán)與體循環(huán)之比值呈高度負(fù)相關(guān)亦說(shuō)明該比值和右心功能存在反比關(guān)系。此外，本研究還表明，右心室射血分?jǐn)?shù)與缺損最大徑相關(guān)性良好。因?yàn)锳SD的分流量取決于缺損面積和流速積分的乘積，而分流速度由左右心房的壓差決定，這一壓差較室間隔缺損的分流壓差小得多。故ASD的分流速度低，分流量則主要由ASD面積決定。由于房間隔缺損的缺孔多為圓形或橢圓形，因此缺損最大徑亦可反映ASD的分流量，當(dāng)該徑線越大，分流量越大，右心室容量負(fù)荷越重，右心功能則越低。因此，缺損最大徑和肺循環(huán)與體循環(huán)之比值可對(duì)右心功能有一定的估測(cè)作用。實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖LA 8-plane法能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)并比較ASD患者及正常人右室容積與收縮功能變化，為臨床早期無(wú)創(chuàng)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)右室形態(tài)功能及指導(dǎo)臨床治療提供有力手段。應(yīng)用實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖技術(shù)的局限性在于成像過(guò)程中，受檢者的呼吸過(guò)深、心律失常或移動(dòng)將造成圖像重組的錯(cuò)位，造成偽影，影響右室內(nèi)膜面的手動(dòng)勾畫。

【參考文獻(xiàn)】

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篇5

關(guān)鍵詞： 體繪制； 人臉識(shí)別； 三維圖像； 相似性模型

中圖分類號(hào)： TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2015）24?0019?04

Optimization research of face recognition algorithm based on volume rendering thinking

HUANG Xiaoping

（School of Electromechanical and Quality Technology Engineering， Nanning University， Nanning 530200， China）

Abstract： The traditional face recognition algorithm is used mainly for the two?dimensional positive image recognition. The algorithm performance will be greatly reduced when the human body posture and external environment have changed significantly， so it is unable to obtain the accurate identification results. The volume rendering algorithm conducts drawing for the three?dimensional data field， and the drawed image can describe the internal details of the face， so the accuracy of face recognition can be improved. Therefore， a face recognition algorithm based on volume rendering thinking is proposed， in which the two?dimensional face library is clustered according to the clustering thought， and the similar face models are constructed on the basis of each classification. The face volume data is constructed by the algorithm of shear deformation system to realize the coordinate system transformation of face volume data and synthesis of face three?dimensional images. The facial features are acquired in face three?dimensional image， and the similarity model is used to conduct matching analysis for the face key feature existing in the same database， then face recognition is completed. The experimental results indicate that the proposed algorithm has high recognition rate and robustness for the face images with different expressions and different illumination conditions.

Keywords： volume rendering； face recognition； three?dimensional image； similarity model

0 引 言

人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用廣泛，并且隨著社會(huì)的發(fā)展，不同場(chǎng)合對(duì)個(gè)體身份識(shí)別提出了更為嚴(yán)格的要求[1?3]。傳統(tǒng)的人臉識(shí)別算法主要解決二維正面圖像識(shí)別，如果人體姿態(tài)發(fā)生明顯變化，或外界環(huán)境發(fā)生顯著變化，則算法性能大大降低，無(wú)法獲取準(zhǔn)確的人臉識(shí)別結(jié)果[4?6]。體繪制算法針對(duì)三維數(shù)據(jù)場(chǎng)進(jìn)行繪制，繪制的圖像能夠描述人臉的內(nèi)部細(xì)節(jié)，可提高人臉識(shí)別精度，因此該種算法成為人臉識(shí)別領(lǐng)域相關(guān)人員分析的熱點(diǎn)。

當(dāng)前的人臉識(shí)別算法較多，文獻(xiàn)[7]提出基于輪廓線的方法，基于一系列圖像塑造人臉的三維模型，研究人臉模型的面貌曲率，采集輪廓線中的特征點(diǎn)，完成人臉識(shí)別；但是該種方法對(duì)人臉幾何特征具有較高的敏感性，局限性較高。文獻(xiàn)[8]依據(jù)平均曲率從人臉圖像中采集凸區(qū)域，運(yùn)算不同人臉凸區(qū)域間的相關(guān)矩陣，基于該矩陣完成人臉識(shí)別；該種方法精度較低，容易產(chǎn)生誤判。文獻(xiàn)[9]提出了一種基于深度圖像標(biāo)定人臉區(qū)域，通過(guò)多階段融合方法，實(shí)現(xiàn)人臉的有效識(shí)別；但該種方法消耗能量較高，識(shí)別效率低。文獻(xiàn)[10]分析了一種快速三維人臉識(shí)別方法，通過(guò)采集人臉上半部分特征，將特征投影到非線性空間，再經(jīng)過(guò)支持向量機(jī)進(jìn)行人臉識(shí)別；但算法的計(jì)算量大，十分耗時(shí)。

為了解決上述分析的問(wèn)題，本文提出了一種基于體繪制思維的人臉識(shí)別算法，依據(jù)聚類思想對(duì)二維人臉庫(kù)進(jìn)行聚類，再在各分類的基礎(chǔ)上，構(gòu)建人臉相似模型。通過(guò)錯(cuò)切變形體制算法，構(gòu)建人臉體數(shù)據(jù)，合成人臉三維圖像，再?gòu)脑撊四樔S圖像中獲取人臉特征，利用相似性模型對(duì)人臉關(guān)鍵特征進(jìn)行匹配分析，完成人臉身份識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，所提算法對(duì)于不同表情和不同光照條件下的人臉圖像，都具有較高的識(shí)別率和魯棒性。

1 基于體繪制思維的人臉識(shí)別系統(tǒng)框架

依據(jù)傳統(tǒng)相似模型框架，本文提出了基于體繪制思維建模的人臉識(shí)別系統(tǒng)框架，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

本文通過(guò)相似性運(yùn)算模塊，按照輸入的二維圖像，在n個(gè)相似模型基于相似性最大原則獲取一個(gè)相似模型進(jìn)行模型匹配。在塑造n個(gè)相似模型過(guò)程中，基于聚類思想先對(duì)二維人臉庫(kù)進(jìn)行聚類，再在各分類的基礎(chǔ)上，構(gòu)建相應(yīng)的相似模型。基于輸入的二維人臉圖像切片序列，通過(guò)錯(cuò)切變形體制算法，對(duì)人臉體數(shù)據(jù)進(jìn)行塑造，完成體數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換和人臉三維圖像的合成。再?gòu)暮铣傻娜四樔S圖像中采集人臉特征，利用相似性模型對(duì)獲取的人臉關(guān)鍵特征同數(shù)據(jù)庫(kù)已有的特征進(jìn)行匹配分析，完成人臉身份識(shí)別。

2 塑造相似模型

2.1 模型人臉選擇

運(yùn)算二維人臉圖像同相似模型間的相似性時(shí)，給定模型的組合參數(shù)，則可獲取新的模型人臉[（SMOD，TMOD）]，再計(jì)算輸入二維人臉同相似模型間的相似性。人臉相似模型的表達(dá)式為：

[SMOD=S+i=lmalsi， TMOD=T+i=lmblti] （1）

式中：[a]和[b]表示模型的組合參數(shù)；[S]和[T]分布表示人臉二維圖像的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；[S] 和[T]則表示人臉二維圖像橫縱坐標(biāo)的均值。分析式（1）可得，通過(guò)調(diào)控模型組合參數(shù)[a]，[b]，相似模型能夠產(chǎn)生大量的模型人臉，本文選擇平均臉作為人臉相似模型，由式（1）可知，應(yīng)設(shè)置[a]，[b]中的所有[al]和[bl]都取0，則由相似模型產(chǎn)生的新模型人臉就是平均臉[（S，T）]。

2.2 相似性的計(jì)算

獲取的平均臉[F（S，T）]是一張二維人臉，形成一張能夠進(jìn)行相似運(yùn)算的二維圖像，還應(yīng)獲取相似模型的人臉姿態(tài)、攝像機(jī)狀態(tài)、光照環(huán)境等，最終得到的二維平均人臉圖像為：

[Imodel（x，y）=（Ir，motel（x，y），Ig，model（x，y）），Ib，model（x，y））T] （2）

式中：[Ir，motel]表示不同人臉姿態(tài)相似模型；[Ig，model]表示不同攝像機(jī)狀態(tài)下相似模型；[Ib，model]表示不同光照環(huán)境下相似模型，則輸入的二維人臉圖像為：

[Iinput（x，y）=（Ir（x，y），Ig（x，y），Ib（x，y））T] （3）

兩張人臉圖像的全部相似和色階的歐幾里得距離為：

[E=x，yIinput（x，y）-Imodel（x，y）2] （4）

式中：[Iinput]表示待識(shí)別的二維圖像模型；E的大小描述了兩張人臉相似性的大小，其值越高相似性越低，反之越大。n個(gè)相似模型可產(chǎn)生n張對(duì)應(yīng)的平均人臉，E最小的平均人臉對(duì)應(yīng)的相似模型則是同二維輸入圖像最相似的相似模型，也就是人臉相似模型。

3 人臉識(shí)別過(guò)程

三維人臉圖像包含較多的信息，人臉識(shí)別是提供一張未知身份的人臉圖像，將該張圖像與一個(gè)身份已知的人臉數(shù)據(jù)庫(kù)圖像進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)而明確改張人臉的身份。

3.1 基于體繪制算法的人臉三維圖像重建流程

人臉識(shí)別過(guò)程中需要獲取人臉特征點(diǎn)的三維數(shù)據(jù)分布，本文基于體繪制算法塑造人臉三維圖像模型，再?gòu)脑撃Ｐ椭胁杉四樚卣鼽c(diǎn)，進(jìn)而采用相似模型對(duì)人臉特征點(diǎn)進(jìn)行匹配分析，完成人臉身份識(shí)別。

本文采用錯(cuò)切變形體繪制算法，實(shí)現(xiàn)人三維圖像的重建，詳細(xì)的流程圖如圖2所示。

錯(cuò)切變形算法主要是對(duì)人臉體數(shù)據(jù)進(jìn)行塑造，完成人臉體數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換和三維人臉圖像的合成，具體的過(guò)程為：

（1） 讀入二維切片序列塑造人臉三維體數(shù)據(jù)，依據(jù)人臉二維切片的大小依次讀入數(shù)據(jù)，每張二維切片中依據(jù)行列順序讀入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，將讀取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)組結(jié)構(gòu)中。結(jié)束數(shù)據(jù)讀入工作后，應(yīng)構(gòu)建人臉體數(shù)據(jù)場(chǎng)的物理標(biāo)系，為數(shù)組中的繪制數(shù)據(jù)設(shè)置惟一的物體坐標(biāo)值。將原始視矩陣設(shè)置成單位矩陣。

圖2 錯(cuò)切變形體制流程圖

（2） 將人臉坐標(biāo)變換成標(biāo)準(zhǔn)人臉坐標(biāo)，再按照視線完成視矩陣的校正確保校正后的視矩陣轉(zhuǎn)換到人臉觀測(cè)坐標(biāo)系。

（3） 對(duì)校正后的視矩陣進(jìn)行錯(cuò)切變形分解，獲取錯(cuò)切矩陣和變形矩陣，確保錯(cuò)切坐標(biāo)系中的第三坐標(biāo)軸同視線方向平行，再將錯(cuò)切坐標(biāo)系規(guī)范化，同時(shí)對(duì)錯(cuò)切矩陣和變形矩陣校正處理，進(jìn)而獲取人臉標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)切坐標(biāo)系。

（4） 在人臉標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)切坐標(biāo)系進(jìn)行投影操作，基于重采樣和圖像合成原理，在人臉標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)切坐標(biāo)系中，進(jìn)行二維切片內(nèi)的重采樣處理，再對(duì)重采樣值按照傳遞函數(shù)進(jìn)行顏色和不透明度的映射，基于合成算子沿視線進(jìn)行人臉圖像合成，同時(shí)投影到中間投影平面，最終產(chǎn)生中間圖像。

（5） 變形形成最終圖像，對(duì)變形矩陣進(jìn)行降維處理，獲取用于二維圖像的變形矩陣，并將該變形矩陣作用于中間圖像，變形后獲取的圖像則是人臉三維圖像。

3.2 代碼設(shè)計(jì)

本文通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) C++語(yǔ)言和 Opengl 圖形庫(kù)實(shí)現(xiàn)上文描述的錯(cuò)切變形算法，該算法的具體實(shí)現(xiàn)用偽代碼描述算法為：

procedure Umonin（erlom）

Qsddm（BxsomWriik）；

AnalysisEdge（）；

Synthetic（）；

Deformation（）；

AccordingFaceimage（）；

end

其中：Umonin（erlom）是主函數(shù)，用于完成erlom 體數(shù)據(jù)的繪制；Qsddm（BxsomWriik）可將視矩陣依據(jù)錯(cuò)切變形分解理論，分割成錯(cuò)切矩陣以及變形矩陣，同時(shí)將主軸信息存儲(chǔ)下來(lái)；AnalysisEdge（）對(duì)中間圖像的邊緣盒進(jìn)行運(yùn)算，同時(shí)運(yùn)算各張切片在中間圖像的左上角和右下角點(diǎn)的坐標(biāo)，進(jìn)而在運(yùn)算各張切片對(duì)中間圖像的價(jià)值度過(guò)程中，僅對(duì)同切片對(duì)應(yīng)的中間圖像進(jìn)行檢索和合成；Synthetic（）完成圖像的合成；并且在在合成圖像過(guò)程中，需要依據(jù)切片順序，融合各張切片和中間圖像。Synthetic（）函數(shù)的偽代碼為：

procedure Synthetic（）

for（n=0； n

for（xi=xi_start； xi

for（yi=yi_start； yi

contribution = resample（xi，yi）；

color = C（contribution）；

uqionm = EirongePllon（（Econtribution））；

ContributionToPoint（xi，yi）；

end

end

end

end

合成完成后即生成中間圖像。Deformation（）通過(guò)后向變形法，對(duì)合成的中間圖像進(jìn)行變形處理，產(chǎn)生最終的人臉三維圖像。該函數(shù)先按照變形矩陣，運(yùn)算中間圖像在最終圖像中的包圍盒，再運(yùn)算包圍盒中的點(diǎn)在中間圖像中的坐標(biāo)，依據(jù)坐標(biāo)位置在中間圖像中完成重采樣，獲取的重采樣值則為最終圖像中相關(guān)點(diǎn)的顏色值； AccordingFaceimage（）應(yīng)用OpenGL 的紋理貼圖性能，確保最終圖像顯示到屏幕中。

3.3 三維人臉特征提取和識(shí)別

基于錯(cuò)切變形體繪制算法，重建三維人臉圖像，再?gòu)脑撊S人臉圖像中采集人臉特征。應(yīng)先匹配三維人臉圖像空間坐標(biāo)進(jìn)行匹配，通過(guò)深度圖像處理技術(shù)分析人臉曲面的曲率等特征，分割人臉曲面凹凸區(qū)域，采集人臉正側(cè)面輪廓邊緣，將采集到的特征當(dāng)成識(shí)別的要素。本文基于圖像灰度提取三維人臉特征，依據(jù)人臉不同區(qū)域的灰度變化情況，先匹配人臉三維圖像空間方向，再將圖像從空間域轉(zhuǎn)換到頻率中進(jìn)行操作，最終獲取人臉關(guān)鍵特征。

基于采集到的人臉關(guān)鍵特征，通過(guò)人臉相似模型同數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的圖像進(jìn)行對(duì)比，完成人臉識(shí)別。相似模型在識(shí)別人臉過(guò)程中，先匹配人臉總體輪廓和三維空間方向，再在保持姿態(tài)穩(wěn)定的狀態(tài)下，對(duì)人臉圖像不同特征點(diǎn)進(jìn)行匹配，這些特征點(diǎn)通過(guò)人臉圖像特征采集過(guò)程獲取。匹配過(guò)程中按照人臉特征向量的統(tǒng)計(jì)相似度完成分析，如果相似度處于一定的區(qū)間中，則為識(shí)別結(jié)果。相似度運(yùn)算公式為：

[S=k1（t1-p1）2+k2（t2-p2）2+km（tm-pm）2] （5）

式中：[ti]表示待檢驗(yàn)樣本的特征向量的第i個(gè)特征分量；[pi]是樣本庫(kù)中樣本的特征向量的第i個(gè)特征分量；[ki]是第i個(gè)特征分量的權(quán)值，m是特征向量的維數(shù)。

4 實(shí)驗(yàn)分析

本文實(shí)驗(yàn)選擇AR人臉庫(kù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖3所示，選取 AR人臉庫(kù)包含105人，其中（a）～（e）為表情變化庫(kù)，（g）～（l）為光照變化庫(kù)。實(shí)驗(yàn)前先將圖片處理，將其縮放到 46×62大小。

圖3 AR人臉庫(kù)

4.1 表情變化實(shí)驗(yàn)

在AR人臉庫(kù)上，針對(duì)不同的表情變化人臉圖像圖3（a）～（f），采用本文算法和輪廓線算法進(jìn)行識(shí)別，得到的結(jié)果用表1描述。分析表1可得，本文算法對(duì)于不同的人臉表情具有較高的識(shí)別率。

表1 AR人臉庫(kù)中表情不同下不同算法的識(shí)別率 %

4.2 光照變化實(shí)驗(yàn)

在AR人臉庫(kù)上，針對(duì)不同的光照狀態(tài)下人臉表情變化圖像圖3（g）～（l），實(shí)驗(yàn)分別對(duì)比兩種方法對(duì)應(yīng)不同人臉圖像的識(shí)別率。分析表2可以看出，在不同的光照條件下，本文算法對(duì)于不同的人臉表情圖像的識(shí)別率不低于93%，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于輪廓線算法，具有較高的優(yōu)越性。

表2 AR人臉庫(kù)中不同光照條件下不同算法的識(shí)別率 %

4.3 識(shí)別精度對(duì)比

為了顯示本文人臉識(shí)別算法相對(duì)于輪廓線算法在識(shí)別效率上的優(yōu)越性，在AR人臉數(shù)據(jù)中任意選取了80張人臉圖像進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。兩種算法對(duì)于實(shí)驗(yàn)人臉的識(shí)別精度對(duì)比結(jié)果如圖4所示。

圖4 識(shí)別精度對(duì)比

分析圖4可以看出，本文算法在進(jìn)行人臉識(shí)別時(shí)的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于輪廓線算法，并且對(duì)人臉樣本的數(shù)量不敏感，說(shuō)明本文算法具有較高的魯棒性。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文提出了一種基于體繪制思維的人臉識(shí)別算法，依據(jù)聚類思想對(duì)二維人臉庫(kù)進(jìn)行聚類，再在各分類的基礎(chǔ)上，構(gòu)建人臉相似模型。通過(guò)錯(cuò)切變形體制算法，構(gòu)建人臉體數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)人臉體數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換以及人臉三維圖像的合成，從人臉三維圖像中采集人臉特征，利用相似性模型對(duì)人臉關(guān)鍵特征同數(shù)據(jù)庫(kù)已有的特征進(jìn)行匹配分析，完成人臉身份識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，所提算法對(duì)于不同表情和不同光照條件下的人臉圖像，具有較高的識(shí)別率和魯棒性。

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篇6

【摘要】 目的 探討多層CT血管造影對(duì)胰腺癌胰周血管侵犯的判斷及其臨床意義。方法 使用TOSHIBA Aquilion 16層螺旋CT對(duì)胰腺癌患者進(jìn)行增強(qiáng)掃描，動(dòng)脈期和門脈期胰周主要血管CTA 三維成像。分別利用三維圖像和單純軸位圖像，對(duì)胰周血管是否受累進(jìn)行判別及評(píng)價(jià)，并與手術(shù)對(duì)照。結(jié)果 手術(shù)病人42例，CTA三維圖像顯示血管受侵28例，CT單純軸位圖像顯示血管受侵25例，術(shù)中所見血管受侵29例。CTA三維圖像判斷血管受侵敏感性為93.10%，特異性為92.31%，CT單純軸位圖像判斷血管受侵敏感性82.76%，特異性為92.31%。結(jié)論 相對(duì)于CT單純軸位圖像，術(shù)前多層CT血管造影判斷胰腺癌的胰周血管是否受侵，對(duì)手術(shù)更具有前瞻性指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】 胰腺癌；體層攝影術(shù);X線計(jì)算機(jī)；CT血管造影（CTA）；胰周血管

隨著多層CT及高壓注射器的廣泛應(yīng)用，胰腺癌CT檢查及診斷有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。我們應(yīng)用多層CT對(duì)我院臨床胰腺癌的患者進(jìn)行了增強(qiáng)掃描檢查，利用后處理軟件進(jìn)行了動(dòng)脈期及門靜脈期胰周動(dòng)靜脈CTA成像，顯示胰周血管是否受侵，對(duì)這一方法及其意義進(jìn)行探討。

1 材料與方法

1.1 臨床資料 選取2005年1月～2006年6月本院42例臨床胰腺癌的患者，其中男30例、女12例，年齡分布在46～84歲，平均69.4歲，行上腹部CT平掃及增強(qiáng)掃描。

1.2 技術(shù)方法 使用Toshiba Aquilion 16層螺旋CT掃描儀。在進(jìn)行上腹部CT平掃后，使用高壓注射器經(jīng)手背靜脈團(tuán)注對(duì)比劑歐乃派克(300mg I/ml)90ml，流速為3ml/s。注射造影劑后開始三期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描，采集層厚1mm，重建間隔0.8mm，螺距15(0.938)，120kV，135mAs，動(dòng)脈期掃描時(shí)間為28s，門靜脈期掃描時(shí)間為55s。將獲取的動(dòng)脈期及門靜脈期原始軸位圖像傳至Vitrea 2后處理工作站，進(jìn)行胰周主要血管CTA三維成像，成像方法主要為容積重建（VR）、最大密度投影（MIP）及曲面重建（CPR）等。動(dòng)脈期及門靜脈期CT軸位圖像重建層厚為7mm。

1.3 圖像分析 分別以三維圖像和單純軸位圖像對(duì)胰周血管是否受累進(jìn)行影像學(xué)評(píng)價(jià)及判別。所觀察的胰周血管：(1)胰周動(dòng)脈，包括腹腔動(dòng)脈干(CA)、腸系膜上動(dòng)脈(SMA)、脾動(dòng)脈(SA)、肝總動(dòng)脈(CHA)；(2)胰周靜脈，包括門靜脈(PV)、腸系膜上靜脈(SMV)、脾靜脈(SV)。

1.4 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

（1）腫瘤包繞血管的程度 Lu[1]等將胰腺癌與血管的關(guān)系分為0～4級(jí)。0級(jí):未包繞；1級(jí):3/4周徑。腫瘤包繞血管周徑的1/2作為胰腺癌能否切除的分界點(diǎn)。

（2）血管狹窄程度 分為0～3級(jí)。0級(jí)無(wú)狹窄；1級(jí):變扁；2級(jí):狹窄；3級(jí):阻塞/血栓形成。胰腺癌能否切除的分界點(diǎn)定在血管狹窄程度的1級(jí)與2級(jí)之間。

（3）血管邊緣不規(guī)則 有不存在與存在兩種。前者認(rèn)為可切除，后者認(rèn)為不可切除。

按以上3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，其中如有1項(xiàng)達(dá)到不可切除的定義范疇，影像學(xué)判為胰周血管受侵。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 利用SPSS 11.5 軟件配對(duì)卡方檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2 結(jié)果

2.1 CT顯示血管受侵情況

42例患者，CTA三維圖像顯示血管受侵28例，CT單純軸位圖像顯示血管受侵20例。

2.2 手術(shù)所見血管受侵情況

42例患者在CT檢查后1個(gè)月內(nèi)均行手術(shù)治療。術(shù)中所見血管受侵29例，未見血管受侵13例。

2.3 比較各項(xiàng)方法的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異

CTA三維圖像判斷血管受侵情況與外科判斷結(jié)果統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性：P＝1.000；單純CT軸位圖像判斷血管受侵情況與外科判斷結(jié)果統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性：P＝0.219。三維圖像和單純軸位圖像判別胰周血管是否受累，與外科手術(shù)中判斷，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；CTA三維圖像判斷血管受侵情況與單純CT軸位圖像判斷結(jié)果統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性：P＝0.375，判斷血管受侵，兩種CT圖像之間差異也無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

而CTA三維圖像判斷血管受侵情況敏感性93.10%，特異性為92.31%，單純CT軸位圖像判斷血管受侵情況敏感性82.76%，特異性為92.31%。CTA三維圖像判斷血管受侵，較單純CT軸位圖像敏感性有明顯提高。

3 討論

隨著多層CT的廣泛應(yīng)用，掃描技術(shù)的進(jìn)一步完善，正確判斷胰腺癌手術(shù)可切除性已成為當(dāng)前影像醫(yī)學(xué)研究的重要課題。

胰周主要血管是否受侵是胰腺癌手術(shù)可切除性評(píng)判的一項(xiàng)重要指標(biāo)。多層CT因掃描速度明顯加快，多層CT使得胰腺行動(dòng)脈期、胰腺期、門脈期三期掃描成為可能，并且由于各期掃描所需時(shí)間短，自最高層面致最低層面均可達(dá)相似增強(qiáng)效果[2]。

而且多層CT特別是現(xiàn)有的16層以上的螺旋CT，具有層厚薄、容積數(shù)據(jù)的采集等優(yōu)勢(shì)，重組圖像在Z 軸上具有更高的空間分辨力，使得圖像質(zhì)量在空間各向同性方面有了大幅度的改善[3]。

對(duì)于胰腺癌病人CTA掃描時(shí)相的選擇，國(guó)外學(xué)者[4，5]一般都采用動(dòng)脈期和門脈期，觀察胰周主要?jiǎng)屿o脈與胰腺腫瘤的關(guān)系，并對(duì)血管的形態(tài)密度進(jìn)行評(píng)估，來(lái)確定血管的受累情況。

CT單純軸位圖像在觀察血管的走行以及形態(tài)方面具有其局限性。一方面因重建厚度的原因，血管與軸位多有一定夾角，所顯示密度受到部分容積效應(yīng)的影響，CT單純軸位圖像對(duì)血管周徑的顯示具有一定程度上不真實(shí)性。另一方面血管走行并不與常規(guī)成像層面相平行或垂直，對(duì)CT單純軸位圖像連續(xù)觀察血管管徑，判斷血管受累長(zhǎng)度造成一定困難。

胰周血管CTA三維成像，可利用多角度旋轉(zhuǎn)，特別是VR 圖像給人以較強(qiáng)的三維立體感，觀察者可以從多個(gè)角度觀察血管的形態(tài)密度，避免了單純軸位圖像的單一性、片面性。

如果投影角度適當(dāng)，MIP圖像對(duì)于一些血管細(xì)微結(jié)構(gòu)的改變甚至血管腔內(nèi)密度差異的病變都能得到最佳程度的顯示。另外，由于CTA 技術(shù)保留了原始數(shù)據(jù)的空間解剖關(guān)系，可選取血管結(jié)構(gòu)為觀察對(duì)象，追溯血管走行曲線，利用CPR技術(shù)，可完整展示血管腔內(nèi)結(jié)構(gòu)及周圍的關(guān)系。對(duì)于走行無(wú)明顯規(guī)律的胰周小靜脈，CTA三維成像也能直觀完整地加以顯示。

我們利用胰周血管CTA三維成像不僅對(duì)血管是否受侵可以滿意顯示，對(duì)血管病變可作定性分析；同樣通過(guò)觀察腫瘤包繞血管的程度，血管狹窄程度，血管邊緣不規(guī)則程度，以及受累血管的長(zhǎng)度，我們能對(duì)血管受侵進(jìn)行定量評(píng)估，見圖1～6。

圖1 MIP顯示腹腔干及其分支受侵犯，腹腔干及其分支均見明顯狹窄 圖2 VR顯示脾動(dòng)脈受侵犯，脾動(dòng)脈血管邊緣不規(guī)則 圖3 VR顯示脾靜脈受侵犯，脾靜脈明顯狹窄，管腔變扁 圖4 MIP顯示脾靜脈受侵犯，脾靜脈內(nèi)充盈缺損，血栓形成 圖5 MIP顯示腸系膜上靜脈受侵犯，腸系膜上靜脈明顯狹窄 圖6 CPR顯示因門靜脈受侵犯，胃左靜脈擴(kuò)張明顯，并在肝門部匯入門靜脈

我們?cè)?8例胰腺癌患者CTA三維圖像中也發(fā)現(xiàn)胰周小靜脈的擴(kuò)張。Hommeyer[6]等提出胰周小靜脈擴(kuò)張的機(jī)制主要有:1、門靜脈和腸系膜上靜脈受累，使匯入其內(nèi)的屬支小靜脈擴(kuò)張;2、胰腺癌侵及胰腺表面的靜脈，未受侵的靜脈代償性擴(kuò)張，引流胰腺大部分血液。Hommeyer等的研究表明胰周小靜脈擴(kuò)張作為血管受侵標(biāo)準(zhǔn)，腫瘤可被切除及不可切除的準(zhǔn)確率都能得到一定程度提高。CTA三維成像中，胰周小靜脈的擴(kuò)張能得到直觀快捷的顯示，這在單純CT軸位圖像很難完成。

在42例患者中，胰頭癌對(duì)腸系膜上靜脈的侵犯，CTA與術(shù)中所見對(duì)血管是否受侵的判斷中有一定分歧。1例CT判為血管受侵，術(shù)中未見血管固定，外科判斷血管未見明顯受侵。因術(shù)中考慮患者年齡大，肝功能不正常，未行根治術(shù)，故未得到血管壁是否受侵的病理組織學(xué)依據(jù)。

另2例患者CT判為腸系膜上靜脈未見受侵，而術(shù)中見血管固定，未行根治術(shù)，改行膽腸吻合術(shù)。我們考慮術(shù)中所見血管受侵，而CTA判為血管未見受侵，原因可能有以下幾條：① 胰腺癌多為浸潤(rùn)性生長(zhǎng)，腫瘤與血管及其他正常組織并無(wú)明顯的界限，而CT對(duì)胰腺癌病灶的直接判斷可能只局限在病灶的主要部分，腫瘤邊緣浸潤(rùn)血管壁在CTA三維成像中尚不能如實(shí)地反映； ②由于靜脈管壁較動(dòng)脈薄弱，部分腫瘤侵犯血管，發(fā)生管壁浸潤(rùn)和侵蝕，血管的內(nèi)膜受侵程度尚輕，CT的分辨率不能顯示。③ 胰腺腫瘤周圍多有慢性反應(yīng)性炎癥[7]，炎癥造成血管周圍的粘連，術(shù)中可見血管固定。

我們認(rèn)為CTA作為一種檢查手段，從成像原理上說(shuō)它依賴于組織的密度差異。當(dāng)組織密度差異極小時(shí)，CTA的診斷價(jià)值受到限制，對(duì)腫瘤組織的顯示及其對(duì)血管的侵犯評(píng)估造成一定不足。

總之，CTA以其特有的無(wú)創(chuàng)、方便、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)，成為影像學(xué)判斷胰腺癌胰周血管是否受侵的主要方法。胰周血管CTA三維成像判斷胰腺癌對(duì)胰周血管的侵犯，較單純軸位圖像更具直觀性，提高判斷的敏感性。術(shù)前多層CT血管造影對(duì)胰腺癌的胰周血管是否受侵的影像學(xué)判別及評(píng)價(jià)，對(duì)于外科手術(shù)更具有前瞻性指導(dǎo)意義。

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篇7

CBCT成像原理將可產(chǎn)生錐形束X射線的球管和平板探測(cè)器或X線圖像增強(qiáng)器相向固定在C形懸臂上，圍繞被檢查者做環(huán)形二維數(shù)字投照，一次掃描（時(shí)間為10～70s）就可獲得不同角度的二維投射圖像，后經(jīng)成像軟件的處理生成高分辨率的三維圖像。CBCT與體層CT的主要不同之處在于體層CT采用扇形線狀X線連續(xù)旋轉(zhuǎn)獲取圖像，所得的是一維投影數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)生成二維圖像數(shù)據(jù)，再將二維切片堆積重建為三維圖像。

2CBCT三維成像技術(shù)的臨床應(yīng)用

2．1口腔種植學(xué)中的應(yīng)用

口腔種植修復(fù)時(shí)，為了提高種植成功率和減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，術(shù)前需要盡可能多地獲取植入?yún)^(qū)的骨質(zhì)信息。在這方面CBCT具有明顯的優(yōu)勢(shì)，CBCT不但可以顯示頜骨的三維形態(tài)結(jié)構(gòu)，而且還可以重建出與牙列垂直的曲面斷層圖像、側(cè)斷面圖像及三維圖像，立體全面地評(píng)估牙槽嵴形態(tài)及其相鄰重要解剖結(jié)構(gòu)，CBCT的這些診斷價(jià)值明顯優(yōu)于二維圖像。種植體周圍的骨質(zhì)情況直接關(guān)系到種植體的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響愈后及種植成功率。CBCT可以以不同的精度生成種植體周圍骨質(zhì)的三維圖像，為判斷骨質(zhì)情況提供有價(jià)值的信息。RitterL等分別用CBCT掃描測(cè)量和用組織病理學(xué)測(cè)量植入狗下頜骨的26枚種植體周圍骨質(zhì)厚度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者具有高度一致性，平均偏差0．06～2．61mm。這表明，CBCT可為判斷種植體的愈后提供很好的參考信息。

2．2口腔頜面外科中的應(yīng)用

2．2．1定位下頜神經(jīng)管及頦孔

在涉及下頜骨區(qū)的手術(shù)中，為了避免損傷下牙槽神經(jīng)和頦神經(jīng)，關(guān)鍵是要在術(shù)前準(zhǔn)確定位下頜神經(jīng)管和頦孔的位置，但是由于它們的位置在不同個(gè)體間有較大差異，大約1％～10％的人還有副頦孔，距離頦孔約4．1～6．3mm，因此，要將其準(zhǔn)確定位有一定的難度。通過(guò)CBCT掃描，下頜神經(jīng)管、頦孔和副頦孔的解剖學(xué)位置可以得到準(zhǔn)確的定位。有研究報(bào)道采用CBCT定位頦孔，準(zhǔn)確率可以達(dá)到100％（N＝96）。Rosa等通過(guò)分析352例下頜部的CBCT圖像發(fā)現(xiàn)，CBCT不但可以顯示頦神經(jīng)血管束在下頜骨前部的走行特征，還可精確測(cè)量其長(zhǎng)度。這些結(jié)論可為準(zhǔn)確定位下頜神經(jīng)管及頦孔的位置，提供可靠依據(jù)，從而確定下頜骨區(qū)手術(shù)的安全深度和范圍。

2．2．2確定下頜第三磨牙與下頜神經(jīng)管的關(guān)系

下頜第三磨牙拔除術(shù)中，如果損傷下牙槽神經(jīng)將會(huì)造成嚴(yán)重的后果。以往的報(bào)道稱，第三磨牙拔除術(shù)損傷下牙槽神經(jīng)的總體風(fēng)險(xiǎn)約0．4％～6％。因此，為了降低風(fēng)險(xiǎn)，術(shù)前通過(guò)影像學(xué)評(píng)估二者的關(guān)系顯得尤為重要。Jun等用CBCT研究在曲面斷層片中顯示為下頜神經(jīng)管和第三磨牙重疊的病例，結(jié)果表明第三磨牙牙根有21．3％與下頜管相接，32．8％與下頜管相分離，只有45．9％在下頜管內(nèi)。另外，CBCT還可以清楚地分辨和顯示第三磨牙的牙根數(shù)目和解剖形態(tài)，在預(yù)測(cè)第三磨牙拔除后下頜管暴露時(shí)，具有93％的敏感性和77％的特異性。可見，CBCT在定位下頜神經(jīng)管與第三磨牙位置關(guān)系時(shí)具有較高的準(zhǔn)度。

3牙體牙髓病中的應(yīng)用

影像學(xué)檢查貫穿于牙體牙髓病治療各個(gè)階段，它是診斷牙體牙髓病變，檢測(cè)根管預(yù)備形態(tài)，評(píng)價(jià)根充質(zhì)量以及預(yù)后效果的最基本和最重要的手段。牙根縱折常常發(fā)生在根管治療后的牙齒中，因其癥狀通常難以與根管治療失敗造成的癥狀相區(qū)分，因此在臨床上比較難以做出明確的診斷。臨床經(jīng)常采用拍攝根尖片的方法來(lái)診斷，但由于成像角度的影響，大約只有1／4到1／3的折裂線可以在根尖片上觀察到，與之相比，CBCT具有更高的準(zhǔn)確性。PWang等對(duì)128位患者的135顆疑似縱折牙分別通過(guò)根尖片與CBCT進(jìn)行診斷，最后與外科探查結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)根尖片準(zhǔn)確率為87．5％，CBCT為97．5％。臨床通常采用分析根尖片上根尖周透射影大小的方法來(lái)診斷、描述根尖周炎的病情以及評(píng)價(jià)預(yù)后。但是由于二維的X線牙片反映出的根尖周骨質(zhì)的情況不夠全面，也無(wú)法判斷早期的根尖周病變以及骨質(zhì)吸收的方式和程度，因此容易出現(xiàn)漏診的情況。Lofthag－Hansen等將36名患者的46顆牙齒分別用X線根尖片和CBCT兩種方法評(píng)估根尖周情況，結(jié)果：通過(guò)根尖片診斷32顆牙有根尖周病，而CBCT診斷為42顆牙有根尖周病。Liang等分別用CBCT掃描和根尖片投照63顆人造根尖周炎牙齒模型，結(jié)果根據(jù)CBCT做出的診斷準(zhǔn)確率達(dá)100％，而根尖片的準(zhǔn)確率為67％。臨床上根尖囊腫和根尖肉芽腫難以用影像學(xué)進(jìn)行鑒別，而CBCT有望在此方面提供更多的鑒別信息，JingGuo等根據(jù)36顆根尖周有病變的牙齒的CBCT影像來(lái)鑒別根尖囊腫和根尖肉芽腫，并將鑒別結(jié)果與最終的組織病理學(xué)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果根據(jù)CBCT影像所作鑒別診斷的準(zhǔn)確率達(dá)77％。

4口腔正畸學(xué)中的應(yīng)用清晰、準(zhǔn)確的放射圖像

對(duì)于正畸治療具有重要的作用。CBCT三維重建技術(shù)可大大提高正畸病例診斷的準(zhǔn)確性，也可為治療計(jì)劃的制定和實(shí)施提供可靠的指導(dǎo)。韓劍麗等對(duì)25例正畸患者進(jìn)行CBCT掃描重建，結(jié)果重建圖像可以清晰顯示異位牙、阻生牙的牙根長(zhǎng)度、形態(tài)，彎曲牙根與牙長(zhǎng)軸所成的角度；立體顯示異位牙與鄰牙的空間位置關(guān)系，鄰牙的牙根吸收情況等。CBCT對(duì)上頜埋伏阻生牙的矯治也有很好的指導(dǎo)意義，汪學(xué)華等對(duì)24例上頜埋伏阻生牙矯治中采用CBCT中進(jìn)行檢查，結(jié)果CBCT能準(zhǔn)確定位埋伏阻生牙，與頜骨內(nèi)的所見實(shí)際情況完全一致，大大提高了埋伏牙正畸牽引的成功率。CBCT的三維圖像在分析Bolton指數(shù)方面也有所作為，CelikogluM等分別使用CBCT和石膏模型研究26名正畸患者的Bolton指數(shù)后發(fā)現(xiàn)二者的結(jié)果具有很強(qiáng)的正相關(guān)性（Pearson＇s相關(guān)系數(shù)0．637～0．916），認(rèn)為CBCT可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石膏模型來(lái)分析Bolton指數(shù)。

5牙周病學(xué)中的應(yīng)用牙周炎的診斷和治療

不僅需要詳細(xì)的臨床探診，更需要清晰的影像學(xué)檢查，三維CBCT圖像可以清楚、準(zhǔn)確地反映釉牙骨質(zhì)界整個(gè)環(huán)形區(qū)域的牙槽嵴水平情況，F(xiàn)leinerJ等在一個(gè)顱骨上選定12顆實(shí)驗(yàn)用牙，而后分別用人工探診和在CBCT圖像上測(cè)量各牙釉牙骨質(zhì)界處的骨質(zhì)喪失情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者的總體偏差僅為0．36～0．69mm，其中小于0．5mm的偏差占83％，這表明CBCT在診斷牙周病方面具有很高的準(zhǔn)確性。CBCT在診斷根分叉病變中也有很高的準(zhǔn)確性，QiaoJ等對(duì)比20顆上頜磨牙的CBCT影像和牙周手術(shù)中所探測(cè)的根分叉病變情況，結(jié)果兩者的吻合率達(dá)82．4％。

6展望

篇8

【關(guān)鍵詞】 斷面解剖

Threedimensional reconstruction of YaMen Acupoint's regional anatomic structure

【Abstract】 AIM: On the base of the sectional images， reconstruction and cut of body were performed using the 3D reconstruction software in computer to demonstrate the anatomic structures from different layers where the acupoint lies in. METHODS: Faultage specimens of the area of YaMen Acupoint were shot into images， which were put into the computer. The input was reconstructed with software into stereo shape or cut into planes to show the structure around the acupoint. RESULTS: The sagittal plane， coronal plane and horizontal plane of the area of YaMen Acupoint were obtained. CONCLUSION: The reconstructional images made of the entity images with the software show the clear structures， bright color and satisfactory resolving power， which provides pharmocological basis for clinical application and mechanism research.

【Keywords】 sectional anatomy; 3D reconstruction; YaMen Acupoint

【摘要】 目的：利用三維重建軟件在斷面圖像的基礎(chǔ)上、在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行人體的重建和切割，從多層面顯示穴位所處的各種解剖結(jié)構(gòu). 方法：將制作的啞門穴所在部位的斷面標(biāo)本拍攝成圖像輸入計(jì)算機(jī)，利用軟件進(jìn)行重建和切割. 結(jié)果：得到經(jīng)啞門穴所在部位的矢狀、冠狀、橫斷和斜切面. 結(jié)論：實(shí)體圖像經(jīng)軟件重建和切割后，圖像結(jié)構(gòu)清晰，色彩鮮明，具有滿意的分辨率. 為臨床應(yīng)用和機(jī)制研究提供形態(tài)學(xué)依據(jù).

【關(guān)鍵詞】 斷面解剖；三維重建；啞門穴

0引言

形態(tài)解剖學(xué)研究表明，穴位是多種正常組織共同組成的、具有一個(gè)多層次空間立體結(jié)構(gòu)的區(qū)域. 這些研究成果對(duì)證實(shí)經(jīng)穴的存在和組成具有重要意義，而更重要的是對(duì)于針灸學(xué)教學(xué)和臨床應(yīng)用，直觀地顯示經(jīng)穴區(qū)域的解剖位置和結(jié)構(gòu). 過(guò)去，經(jīng)穴區(qū)域解剖結(jié)構(gòu)的研究多采用器械操作的方法，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，沒(méi)有可重復(fù)性，標(biāo)本利用率低. 計(jì)算機(jī)圖像重建技術(shù)的出現(xiàn)較好地解了這一問(wèn)題. 目前，計(jì)算機(jī)三維重建技術(shù)已被應(yīng)用于人體器官重建，但未見到對(duì)該穴位區(qū)進(jìn)行結(jié)構(gòu)重建的報(bào)道. 我們［1］應(yīng)用自己編制的三維重建軟件，對(duì)連續(xù)切割的頭部斷面圖像進(jìn)行重建，從而可以對(duì)穴位所在區(qū)域的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行仔細(xì)觀察.

1材料和方法

1.1材料①尸體經(jīng)甲醛固定（男性，40歲，病故，頭頸部沒(méi)有病變），用于斷面切割. ②試劑：均為化學(xué)純. 購(gòu)自上海市藥品站的有：100%乙醇、苯酚、丁酮、多聚甲醛（每瓶均為500 mL/瓶），工業(yè)甲醛和ABS（規(guī)格均為500 g/瓶）；大紅顏料（30 g/瓶）來(lái)自上海馬利顏料廠；肝素（2 mL*10/瓶）來(lái)自上海市龍華醫(yī)院.

1.1.1主要硬件配置科海電腦（PentiumⅢ500，科海計(jì)算機(jī)公司），美能達(dá)照相機(jī)（X500，日本美能達(dá)照相設(shè)備公司），低溫冰柜（ELQC32，商邱低溫設(shè)備部），Sony攝像機(jī)（M3500，Sony公司），HP掃描儀（IIEX，科海電子總公司），尸體切斷機(jī)（34110，日本Katoman Seisakvsho光電公司），高速鋼刨（1900B，中國(guó)海愛爾機(jī)電設(shè)備公司），電鉆（JIZSD036A，上海日立電動(dòng)工具公司）.

1.1.2主要軟件配置①操作系統(tǒng)：Win98/95簡(jiǎn)體中文版；②應(yīng)用軟件：Office97中文版， Photoshop5.0英文版，Photostyler2.0英文版，三維重建軟件（由本課題組與華南師范大學(xué)計(jì)算機(jī)研究所聯(lián)合編制，應(yīng)用Borland C++語(yǔ)言編寫）.

1.1.3定位標(biāo)準(zhǔn)1990年頒布的《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)穴部位》.

1.2方法用ABS溶液灌注血管至充盈，ABS溶液中加入適量的大紅油畫顏料，以便在斷面以及切割平面中顯示大血管. 依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將啞門穴定位，定位后低溫(-30℃)冰凍，取出用高速鉆頭在穴位區(qū)打孔，深度為常用穴位針刺深度，再用紅色橡皮泥填塞，用于在斷面中顯示穴位所在區(qū)域. 制作一個(gè)與標(biāo)本大小相符合的木制標(biāo)本盒，放入冷凍標(biāo)本，逐次加水冰凍并在多個(gè)冰層中放置定標(biāo)物，直至將尸體全部覆蓋. 由于水是逐次加入包埋尸體，且標(biāo)本盒上口敞開，因此水在0℃以下結(jié)冰時(shí)向上膨脹，對(duì)尸體造成的影響甚小，可以忽略（Fig 1）.

圖1未經(jīng)處理的原始切割圖片　(略)

按圖像免配準(zhǔn)技術(shù)（詳見討論）的要求，將攝像機(jī)和照相機(jī)位置確定，并在每次切割時(shí)保持位置不變. 將標(biāo)本盒取出、固定后，用高速鋼刨以

拍攝的照片經(jīng)掃描儀輸入計(jì)算機(jī)，圖像處理軟件只保留組織結(jié)構(gòu)圖像，按順序保存為圖像庫(kù).

利用三維重建軟件分別重建出正面圖像和背面圖像，并在此基礎(chǔ)上分別進(jìn)行人體矢狀切面、冠狀切面和穴位所在的各角度平面的切割.

2結(jié)果

經(jīng)處理后用于啞門穴三維重建成的圖片200張. 將處理后的圖片按順序編號(hào)后，用重建軟件進(jìn)行外形及各種切面的重建，得到重建后的正、背面圖像各一幅，能清晰地分辨出面部各器官；得到經(jīng)啞門穴的矢狀、冠狀和斜切面各一幅，穴位、血管、肌肉等組織結(jié)構(gòu)可以較清晰地分辨出來(lái).

轉(zhuǎn)貼于

啞門穴矢狀切面圖像較清楚地顯示出大腦、小腦和脊髓等結(jié)構(gòu)的形態(tài)，可以清楚地看到大腦及小腦皮質(zhì)和髓質(zhì)的分布. 由于在制作斷面標(biāo)本時(shí)尸體僵硬，致使擺放的頭部位置向右偏，所以圖像中可以看到側(cè)腦室. 啞門穴深面正對(duì)延髓部位. 另外還可以看到眶腔、鼻腔和口腔內(nèi)的結(jié)構(gòu)（Fig 2）.

圖2經(jīng)啞門矢狀斷面圖像　(略)

在啞門穴冠狀切面圖像上，圖像中黃褐色的為筋膜組織，深褐色或黑色的為肌肉，位于啞門穴兩側(cè)的肌肉為頭半棘肌. 圖像中還可以看到端腦枕葉的皮質(zhì)和髓質(zhì)（Fig 3）.

圖3經(jīng)啞門冠狀斷面圖像　(略)

在啞門穴水平切面圖像上，可以看到小腦半球底面的形態(tài)，小腦前方的圓形白色結(jié)構(gòu)是延髓，位于啞門穴兩側(cè)的深色肌肉為頭半棘肌. 在圖像前部的是鼻中隔及下鼻甲（Fig 4）.

圖4經(jīng)啞門水平斷面圖像　(略)

啞門穴的斜切面是一幅前后位圖像，圖像后部正中的啞門穴為紅色標(biāo)記. 在穴位一側(cè)，淺層的深色薄層結(jié)構(gòu)為頭夾肌，深層的為頭半棘肌，并可看到啞門穴深面正對(duì)延髓（Fig 5）.

圖5經(jīng)啞門斜切面圖像　(略)

3討論

計(jì)算機(jī)三維重建技術(shù)在中醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用并不多. 在穴位解剖方面，上海中醫(yī)藥大學(xué)的嚴(yán)振國(guó)教授和余安勝教授對(duì)內(nèi)關(guān)、足三里穴進(jìn)行了三維圖像和立體構(gòu)筑研究，分別提出了“內(nèi)關(guān)穴的立體構(gòu)筑理論”和“足三里穴的立體構(gòu)筑理論”［2］. 穴位立體形態(tài)結(jié)構(gòu)是臨床醫(yī)生和針灸研究者所關(guān)心的問(wèn)題，能夠揭示進(jìn)針層次和附近重要結(jié)構(gòu)，對(duì)穴位治療的實(shí)驗(yàn)研究和臨床應(yīng)用將起到非常重要的作用［3］. 本項(xiàng)目是利用三維重建技術(shù)對(duì)中國(guó)人的穴位組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，將計(jì)算機(jī)的三維重構(gòu)技術(shù)運(yùn)用到中醫(yī)針灸腧穴解剖形態(tài)研究中，在國(guó)內(nèi)剛剛起步，國(guó)外尚未見報(bào)道［4］.

在對(duì)穴位結(jié)構(gòu)進(jìn)行重建的過(guò)程中，如何取得清晰的二維圖像是一個(gè)關(guān)鍵性的技術(shù)，因?yàn)槎S圖像的清晰度直接影響到重建后的三維圖像質(zhì)量. 在預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)曾設(shè)想用數(shù)碼像機(jī)拍攝，以方便輸入計(jì)算機(jī)，但由于手中的數(shù)碼像機(jī)分辨率不是很高，其圖像質(zhì)量不如高級(jí)中焦相機(jī)的照片質(zhì)量，于是采用相機(jī)拍攝再將照片掃描入計(jì)算機(jī). 如果有分辨率很高的數(shù)碼像機(jī)，圖像質(zhì)量會(huì)大大提高.

圖像的輸入采用照片掃描輸入，掃描分辨率采用1024×768，屬于較高分辨率. 掃描分辨率的高低直接影響圖像細(xì)微結(jié)構(gòu)的清晰度，采用普通的800×600，則會(huì)損失較多像素；而掃描分辨率太高，則使圖像文件過(guò)大，引起文件存儲(chǔ)及處理困難.

進(jìn)行穴位斷面圖片處理的目的就是使圖片斷面結(jié)構(gòu)更清晰更真實(shí)，并以某些定位標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圖片的準(zhǔn)確定位，即以其中的一張圖片為標(biāo)準(zhǔn)參照，讓其他所有穴位斷面圖片中的定位標(biāo)志物和標(biāo)準(zhǔn)參照物的定位標(biāo)志物準(zhǔn)確地重疊在一起，從而保證了三維重建課題的穴位斷面圖片的位置連續(xù)性. 為了避免由于配準(zhǔn)所帶來(lái)的誤差，以及由于配準(zhǔn)所帶來(lái)的巨大工作量，在解剖三維圖像重建中對(duì)二維圖像的數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)了一套免配準(zhǔn)的圖像數(shù)據(jù)采集方法，即在整個(gè)操作過(guò)程中，保持?jǐn)嗝妗⒄障駲C(jī)幾何位置的固定，從而為以后的二維圖像標(biāo)定打下良好的基礎(chǔ)［5］.

經(jīng)絡(luò)與穴位的解剖學(xué)多媒體教學(xué)目前正處于起步階段，它具有提高教學(xué)和臨床治療效果的廣闊前景. 穴位解剖結(jié)構(gòu)三維圖像重建是一項(xiàng)全新的課題，在現(xiàn)有解剖三維重建以及多年從事經(jīng)絡(luò)穴位斷面結(jié)構(gòu)的研究基礎(chǔ)上，建立“中國(guó)三維穴位人”，在“中國(guó)三維穴位人”中逐步將全身穴位進(jìn)行解剖學(xué)三維圖像重建，可以方便而逐步觀察全身各個(gè)經(jīng)絡(luò)和穴位與其周圍組織的關(guān)系，結(jié)合多媒體技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕顯示中國(guó)三維穴位人圖像，使解剖和腧穴教學(xué)簡(jiǎn)便、生動(dòng).

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篇9

doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2012.03.231

頭影測(cè)量分析是正畸治療過(guò)程中的重要組成部分，口腔頜面部影像從二維到三維的發(fā)展，使得頜面部錐形束CT(CBCT)在頭影測(cè)量學(xué)中的研究成為熱點(diǎn)。就CBCT在正畸頭影測(cè)量分析中的應(yīng)用的最新發(fā)展做一綜述。

CBCT技術(shù)及其特點(diǎn)

CBCT技術(shù)采用錐形X線束投照，經(jīng)過(guò)人體后由二維固態(tài)的探測(cè)器或無(wú)定型硅板接收。錐束直徑4～30cm，只需180°～360°掃描獲得滿足各個(gè)方向重建所需的容積數(shù)據(jù)，依靠特殊的反投影算法重建出三維圖像。

CBCT的使用目前仍需考慮視野大小和圖像質(zhì)量的平衡點(diǎn)問(wèn)題，將隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)及大尺寸平板探測(cè)器成本的降低得以解決。

CBCT與頭影正測(cè)位測(cè)量分析

傳統(tǒng)的頭影測(cè)量分析：傳統(tǒng)頭影測(cè)量分析采用X線頭影測(cè)量技術(shù)，通過(guò)測(cè)量X線頭顱定位照相所得的二維影像，對(duì)牙、頜、顱面各標(biāo)志點(diǎn)描繪出一定的線角進(jìn)行測(cè)量分析，從而了解牙、頜、顱面軟硬組織的結(jié)構(gòu)。

運(yùn)用CBCT進(jìn)行的頭影測(cè)量分析：目前，三維頭影測(cè)量分析仍無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，利用CBCT進(jìn)行頭影測(cè)量仍是將其轉(zhuǎn)換為二維圖像進(jìn)行測(cè)量。使用InVivo軟件(CA)將CBCT所得數(shù)據(jù)生成頭顱正側(cè)位片，并輸出到頭影測(cè)量分析軟件中進(jìn)行數(shù)字化描記和測(cè)量，方法同傳統(tǒng)頭影測(cè)量法。

CBCT轉(zhuǎn)化頭影測(cè)量片特點(diǎn)

定點(diǎn)可靠性：頭影測(cè)量的定點(diǎn)誤差取決于醫(yī)師對(duì)頭顱側(cè)位片中解剖結(jié)構(gòu)的分辨能力和高質(zhì)量的頭顱正側(cè)位片。頭影測(cè)量分析前，可對(duì)醫(yī)師進(jìn)行培訓(xùn)和標(biāo)準(zhǔn)一致性試驗(yàn)，定點(diǎn)分析可在必要時(shí)多次測(cè)量，則所得的數(shù)據(jù)更加可靠而且具有頭顱解剖結(jié)構(gòu)的再現(xiàn)性，可以減少主觀上的定點(diǎn)誤差。三維圖像重建可避免解剖重疊和放大率造成的問(wèn)題，使得定點(diǎn)更加準(zhǔn)確。劉怡等研究對(duì)比正畸患者CBCT轉(zhuǎn)化頭顱側(cè)位片與傳統(tǒng)頭顱側(cè)位片的定點(diǎn)精確性發(fā)現(xiàn)前者定點(diǎn)精確性更高，尤其在顱底點(diǎn)(Ba)，耳點(diǎn)(P)，眶點(diǎn)(O)，前鼻棘點(diǎn)(ANS)，上齒槽座點(diǎn)(A)，下頜角點(diǎn)(Go)，以及切牙及磨牙的尖點(diǎn)，均較傳統(tǒng)頭顱側(cè)位片要高。與傳統(tǒng)頭影測(cè)量片相比，CBCT的定點(diǎn)位置并無(wú)明顯不同，運(yùn)用假設(shè)發(fā)現(xiàn)率方法進(jìn)行調(diào)整發(fā)現(xiàn)兩種方法的定點(diǎn)差異幅度不會(huì)達(dá)到臨床意義(0.5mm)。

測(cè)量準(zhǔn)確性：常用頭影硬組織測(cè)量項(xiàng)目包括角度測(cè)量和線性測(cè)量?jī)刹糠帧?duì)于線性或面部比例(LAFH/TFH：下面高/全面高，PFH/AFH：后面高/前面高))測(cè)量，三維圖像與二維圖像無(wú)明顯差異。至于角度測(cè)量，除經(jīng)過(guò)蝶鞍點(diǎn)的測(cè)量角外，其余三維圖像測(cè)量與二維相似。CBCT圖像重建所得數(shù)據(jù)可以用來(lái)模擬后前位、全景、側(cè)面頭影測(cè)量片。體外對(duì)干顱骨進(jìn)行常規(guī)頭影測(cè)量項(xiàng)目測(cè)量，CBCT重建所得的測(cè)量值與傳統(tǒng)頭位測(cè)量片相似，適合于做縱向研究。

放射劑量：有報(bào)道，孕婦長(zhǎng)時(shí)間暴露于X線照射可導(dǎo)致低體重兒得產(chǎn)生，因此，影像學(xué)診斷手段的放射劑量評(píng)估非常重要。根據(jù)2007年國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)(ICRP 2007)有效放射劑量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，螺旋CT放射劑量是中等視野CBCT的1.5～12.3倍。

頭部位置的影響：Malkoc S等研究發(fā)現(xiàn)頭部位置旋轉(zhuǎn)14°，傳統(tǒng)頭側(cè)位片的線性測(cè)量和角度測(cè)量結(jié)果改變16.1%到44.7%，受頭部位置影響大小排序以次是頭側(cè)位片、后前位片、頦頂位片。在測(cè)量過(guò)程中對(duì)傳統(tǒng)頭影測(cè)量分析片測(cè)量值的還受醫(yī)師的技術(shù)程度、患者的解剖特征及耳點(diǎn)定位等的影響。如果要反映頭顱結(jié)構(gòu)的真實(shí)信息，則需要完整的三維影像。

圖像無(wú)放大：使用CBCT時(shí)，投照放大率在初始重建時(shí)由計(jì)算機(jī)可校正。一個(gè)已知長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)件經(jīng) CBCT 投照重建可以得到1:1的影像，從而避免了X線投影所造成的放大誤差。

CBCT技術(shù)結(jié)合simplant軟件進(jìn)行頭影測(cè)量

simplant是一種進(jìn)行三維頭影測(cè)量分析的軟件，目前正在起步階段，三維影像測(cè)量分析方法需建立新系統(tǒng)規(guī)范以明確其精確度和準(zhǔn)確性。新的三維測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)包括：坐標(biāo)原點(diǎn)、基準(zhǔn)平面、測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)、三維參考平面和測(cè)量項(xiàng)目等。

降低CBCT輻射劑量的研究

為避免患者接受CBCT的輻射，有學(xué)者提出將二維圖像轉(zhuǎn)化為三維圖像的算法。加速CBCT配置濾線器可在改善圖像質(zhì)量的前提下降低掃描劑量。因此運(yùn)用CBCT進(jìn)行頭影測(cè)量分析具有廣泛的前景，為廣大正畸醫(yī)師所歡迎。

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篇10

Abstract： 3D visualization is an expression tool and an expression for understanding the features of many geological phenomena such as surface and internal elements. It can reflect the information that two-dimensional images can not express， and 3D image can more easily express the shape of the object so that people can know the shape at a glance. 3D visualization has got rapid development in the last decade， and is indispensable in geological work. High-precision three-dimensional images can assist the completion of geological work. This paper is based on Huize Lead-zinc Ore in Yunnan to extract the 3D visualization of the mining area.

關(guān)鍵詞：3D；三維可視化；提取方法；會(huì)澤

Key words： 3D；3D visualization；extraction method；Huize

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）05-0189-03

0 引言

三維可視化作為地質(zhì)工作中一個(gè)不可或缺的重要角色，通過(guò)計(jì)算機(jī)的高精度運(yùn)算，將地形地貌十分準(zhǔn)確逼真形象的顯現(xiàn)出來(lái)，截止到目前為止，三維可視化在各行各業(yè)都有著不同程度的利用，而在地質(zhì)方面，國(guó)內(nèi)外利用三維可視化技術(shù)，運(yùn)用于提取地形地貌，坡度坡向等專題圖，提取線性構(gòu)造等成功實(shí)例不勝枚舉，本文以ASTER數(shù)據(jù)、ETM+數(shù)據(jù)為對(duì)象，基于ENVI、ArcScene為平臺(tái)建立三維可視化模型。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于云南省曲靖市會(huì)澤縣礦山鎮(zhèn)，地理坐標(biāo)（西安80坐標(biāo)系）為東經(jīng)103° 43'～103°45'，北緯26°38'～26°40'，鎮(zhèn)政府離縣城60公里，礦山鎮(zhèn)是全國(guó)著名的鉛鋅礦產(chǎn)地之一，本次選取的研究區(qū)面積約10km2。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 地形數(shù)據(jù)

本次工作選取的DEM數(shù)據(jù)為基于研究區(qū)ASTER數(shù)據(jù)的band 3N和立體后視波段band 3B提取的高程數(shù)據(jù)，空間分辨率為15m。

2.2 遙感影像數(shù)據(jù)

本次工作遙感影像數(shù)據(jù)采用的ETM+數(shù)據(jù)，ETM+數(shù)據(jù)選用2010年2月07日拍攝的129/42景ETM+數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)為L(zhǎng)T51290422010038BKT00，影像質(zhì)量?jī)?yōu)秀，云量覆蓋率低于0.1%。ETM+的空間分辨率為30m，為了更好的顯示圖像，本次工作將采用ENVI平臺(tái)下的GS融合方法，選用圖像的PAN波段（空間分辨率為15m）與ETM圖像融合，使ETM+圖像的空間分辨率達(dá)到15m，更好的清晰的表達(dá)三維立體可視化效（圖1）。

■

3 研究方法

3.1 建立DEM高程數(shù)據(jù)

數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model），簡(jiǎn)稱DEM，它是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實(shí)體地面模型。DEM數(shù)據(jù)不僅含有地面高程信息，還包含了地貌特性，比如坡度、坡向等信息，同時(shí)還能分析地形特征參數(shù)，比如山脊線、山谷線、平原、峽谷、河流和溝谷等信息。

基于ASTER數(shù)據(jù)的band 3N和band 3B波段提取DEM數(shù)據(jù)，基于ENVI軟件平臺(tái)下的DEM Extraction工具從立體像對(duì)數(shù)據(jù)中提取DEM數(shù)據(jù)。提取時(shí)初步自動(dòng)選點(diǎn)75個(gè)，將不符合相關(guān)系數(shù)低于0.7的點(diǎn)刪除，選取余下的57個(gè)點(diǎn)（圖2）作為地面控制點(diǎn)提取DEM數(shù)據(jù)（圖3）。

3.2 構(gòu)建二維地形模型

基于已建立好的DEM高程數(shù)據(jù)模型，用于研究地形地貌專題圖件的研究，通過(guò)ARCGIS平臺(tái)的3D Analyst工具下的柵格表面提取坡度、坡向、山體陰影等專題圖件，通過(guò)這些圖件所反映的信息可以清楚的了解本次研究區(qū)的地形地貌信息（圖4、5、6）。

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3.3 構(gòu)建三維地表模型

在ArcScene軟件平臺(tái)下構(gòu)建三維地表模型，覆蓋在DEM數(shù)據(jù)上的遙感影像通過(guò)不同的波段組合，反映出來(lái)的信息也截然不同，通過(guò)ETM+數(shù)據(jù)的band3、2、1波段組合構(gòu)建真彩色模型（圖7），色彩組合接近于自然色彩合成圖像以達(dá)到人體肉眼的觀測(cè)的真實(shí)色彩，如圖綠色覆蓋區(qū)為植被，淡藍(lán)色覆蓋區(qū)為水體，淺黃色覆蓋區(qū)為出露的巖石，但是視覺(jué)效果較差，適合于非遙感地質(zhì)工作者；用ETM+波段的band4、3、2波段組合建立標(biāo)準(zhǔn)假彩色（圖8），植被成紅色，適用于植被與水體和其他地物的區(qū)分，在植被、農(nóng)作物、土地利用和濕地分析的遙感方面，這是最常用的波段組合；用ETM+波段的band5、4、3波段組合建立遙感影像覆蓋（圖9），band5、4、3，視覺(jué)效果強(qiáng)于3、2、1波段組合，可用于λ體的區(qū)分；并且利用arcmap下的線性拉伸和夸張系數(shù)，將研究區(qū)以合適的比例大小、山體高度等形象的表現(xiàn)出來(lái)，為工程（如公路、鐵路、管線工程等）設(shè)計(jì)與施工提供有效合理的依據(jù)。

綜合考慮三維可視化的波段選擇，選取ETM+波段3、2、1的組合方式，該方式更能直接形象的放映出研究區(qū)的地理概況，更加符合人眼的視覺(jué)效果，同時(shí)三維可視化較于二維圖像，表達(dá)出來(lái)的空間信息更多，區(qū)域自然地形地貌、水體植被的分布狀況在三維圖像中一目了然，為計(jì)算機(jī)運(yùn)算與人類判讀提供良好的互動(dòng)效果。

4 結(jié)論

①地理信息系統(tǒng)（GIS）及三維可視化技術(shù)的發(fā)展為區(qū)域三維地形景觀構(gòu)建與模擬提供成熟、可行、簡(jiǎn)便的操作平臺(tái)，對(duì)于DEM數(shù)據(jù)的分析利用構(gòu)建三維可視化能表達(dá)出二維圖像所不能表達(dá)的空間信息，使人更加通俗易懂，高精度的三維立體圖像在地質(zhì)方面能夠起到很重要的輔助作用。

②DEM數(shù)據(jù)精度越高，所表現(xiàn)出來(lái)的立體影像越清楚，對(duì)于worldview、快鳥數(shù)據(jù)以及Google earth等高精度的DEM數(shù)據(jù)在應(yīng)用中所構(gòu)建的立體影像更是可以達(dá)到虛擬現(xiàn)實(shí)的效果，二維圖像和三維圖像的結(jié)合在表達(dá)內(nèi)容上能達(dá)到更好的效果。

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