基于笔交互的三维颌骨手术系统研究

发布时间：2023-09-29 04:41

　　传统颌骨手术仿真系统采用桌面坏境下WIMP(Window, Icon, Menu, Pointing Device)交互方式,其要求用户即外科医生使用传统输入设备进行手术模拟操作。然而,使用WIMP交互方式存在以下两个问题：其、WIMP方式基于桌面隐喻,是属于命令式、粗粒度的交互,而用户在进行手术操作过程中希望系统满足其“边想边干”的自然工作厅式,这就要求系统提供细粒度的交互支持：其二、手术仿真本身是一种概念层次的创造性活动,并非WIMP所支持的程式化活动。用户在操作过程中可能需要对其含糊、非确定以及瞬时变化的思维活动进行捕捉及诊断结果的记录,而WIMP方式下的输入设备缺乏自然性,需要频繁切换输入设备才能达到用户需要,导致用户注意力分散,降低用户工作效率 针对当前颌骨手术仿真系统存在的问题,本文通过引入Post-WIMP交互方式下的笔式用户外面,提出了基于笔交互的颌骨手术访真,为改善颌骨手术仿真系统的交互有效性和效率提供了一个可能解。主要研究工作包折： (1)分析了Post-WIMP下交互技术及交互活动特征,结合虚拟颌骨手术的交互任务特点,采用以用户为中心的设计方法,将笔交互应用颌骨手...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的和意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 三维颌骨手术
        1.3.2 笔式交互
    1.4 本文主要工作
    1.5 本文组织结构
第二章 三维颌骨手术与笔式用户界面
    2.1 传统颌骨术
    2.2 虚拟颌骨手术
        2.2.1 虚拟颌骨手术特征
        2.2.2 虚拟手术系统中存在的问题
    2.3 颌骨CT图像三维模型的重建
        2.3.1 CT图像的特点
        2.3.2 颌骨模型有限元分析
        2.3.3 图像分割
        2.3.4 支持曲面切割的四面体网格模型
    2.4 笔式用户界面
        2.4.1 界面隐喻
        2.4.2 交互特征
        2.4.3 交互技术
        2.4.4 可用性评估
    2.5 基于笔的三维交互
        2.5.1 三维交互特点
        2.5.2 三维交互任务分析
        2.5.3 三维交互技术
    2.6 基于笔交互的三维颌骨手术
        2.6.1 颌骨手术系统研究
        2.6.2 颌骨手术仿真系统与笔式用户界面
        2.6.3 颌骨手术系统下的笔交互研究
    2.7 小结
第三章 基于笔交互的三维颌骨手术系统分析与总体设计
    3.1 系统设计目标
    3.2 以用户—医生为中心的设计
    3.3 系统交互方式
    3.4 系统需求分析
        3.4.1 系统场景描述
        3.4.2 系统用例分析
    3.5 系统总体设计
        3.5.1 用户界面设计
        3.5.2 笔输入模块
        3.5.3 手术操作模块
        3.5.4 曲面切割模块
        3.5.5 三维交互模块
    3.6 小结
第四章 基于笔交互的三维颌骨手术系统详细设计与实现
    4.1 系统设计
    4.2 笔输入模块的实现
        4.2.1 笔输入模块概述
        4.2.2 PIBG软件包分析
        4.2.3 笔输入模块体系结构
        4.2.4 笔交互相关组件设计与实现
        4.2.5 手势设计与实现
        4.2.6 笔输入模块的实现
    4.3 手术操作模块实现
    4.4 曲面切割模块实现
    4.5 三维交互模块实现
    4.6 三维鼠标支持模块实现
    4.7 小结
第五章 基于笔交互的三维颌骨手术系统实验与评估
    5.1 评估方法和系统实验
    5.2 系统可用性评估
    5.3 小结
总结与展望
    工作总结
    未来工作的展望
参考文献
攻读硕士学位期间参加的项目
致谢



本文编号：3849307