Pružná deformace objektů v kontextu muskuloskeletálního modelování

Bc. Tomáš JANÁK

Master's thesis

Soft-body Deformation in Musculoskeletal Modelling

Abstract:

Soft-body models represent elastic deformable objects in a virtual environment, which makes them particularly appropriate for a simulation of objects made of organic materials. Simulation environments created for medical purposes are the most usual applications that employ soft bodies. This thesis presents a model of muscles for one of such environments. The model is based on the mass-spring systems, which use point-mass particles connected by fictional springs to represent the deformable object. Also, a mechanism for collision detection and response suitable for the mass-spring model was designed, implemented and tested. The mechanism is able to handle collisions between a rigid and a soft body (a bone and a muscle) as well as between two soft bodies (two muscles). The solution is a part of the EC funded project VPHOP - The Osteoporotic Virtual Physiological Human (FP7-ICT-223865) that is dedicated to improvement of the effectiveness of osteoporosis prediction and treatment.

Abstract:

Soft-body modely slouží k reprezentaci elastických deformovatelných objektů ve virtualním prostředí. Jsou tedy vhodné pro simulaci objektů tvořených organickými materiály. Simulační prostředí určená pro lékařské účely jsou nejčastější aplikací soft-body modelů. Tato diplomová práce představí model svalů pro jedno takové simulační prostředí. Model je založen na tzv. pružinových systémech, které používají bodové hmotné body (částice) spojené myšlenými pružinami k reprezentaci deformovatelných objektů. Kromě toho je také představen návrh a implementace mechanismu pro detekci kolizí a správnou odezvu na ně, vytvořený pro pružinové systémy. Mechanismus umožňuje zpracovat kolizi mezi pevným a pružným objektem (kostí a svalem) stejně jako mezi dvojicí pružných objektů. Vytvořené řešení je součástí projektu VPHOP - The Osteoporotic Virtual Physiological Human (FP7-ICT-223865), sponozorovaného Evropskou Komisí, jehož cílem je zvýšení efektivity léčby a předcházení osteoporózy.

Keywords

pružné modely, pružinové systémy, deformovatelná tělesa, detekce kolizí

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 17. 5. 2012

Zverejniť od: 17. 5. 2012

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Doc. Ing. Josef Kohout, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Master programme / odbor:
Computer Science and Engineering / Computer Graphics and Computer Systems