[发明专利]基于不完备信息的多节耳材村虫化石逆向推导复原法

说明书

本发明涉及三维重构技术领域，具体涉及基于不完备信息的多节耳材村虫化石逆向推导复原法，本发明根据化石CT扫描的原始数据，利用计算机辅助设计软件对耳材村虫进行建模，由于身体形态和壳瓣展开角度等参数不能通过化石数据获得，因此对不确定参数进行多种不同形态的尝试建模，然后通过计算流体力学仿真（CFD）进行仿真研究，得出每种形态下的升力和阻力，以此推断重构的何种身体形态最为合理。本发明所涉及的三维重构方法将传统建模方法与计算流体力学仿真相结合，利用仿真结果推断建模结果的准确性，将该方法应用于古生物的3D复原，填补了耳材村虫研究上的空白。

技术领域

本发明涉及三维重构技术领域，具体涉及基于不完备信息的多节耳材村虫化石逆向推导复原法。

背景技术

澄江动物群是20世纪最伟大的发现之一，是寒武纪生命大爆发的直接证据，是目前地球上所发现的最古老、保存最好的一个多门类动物群，它几乎包括了现代所有的动物门类。勿容置疑，它们代表了现生动物的祖先类型，其构造特征也多为原始特征，为追溯早期动物类群的起源和研究其谱系关系提供了得天独厚的条件。三维重构技术不仅能让古生物学家对其研究对象获得更为丰富、生动的视觉效果，更为重要的是合理的三维重构模型将对仿生学的研究具有重大意义。中国云南澄江生物群的多节耳材村虫的CT扫描的原始数据不完备，导致其身体形态和壳瓣展开角度等参数不能通过化石数据获得，且目前还未有基于三维重构技术对多节耳材村虫化石进行复原的方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了基于不完备信息的多节耳材村虫化石逆向推导复原法，具体技术方案如下：

基于不完备信息的多节耳材村虫化石逆向推导复原法，包括以下步骤：

S1：根据多节耳材村虫化石的CT扫描得到原始数据，在三维建模软件中对多节耳材村虫附肢、躯干、尾叉部分进行实体建模；

S2：建立多种壳瓣连接方式及展开角度和身体形态组合的多节耳材村虫完整实体模型；

S3：对建立的多种完整实体模型，在计算流体力学仿真软件中进行仿真研究，每种实体模型均可得出一系列的阻力值和升力值；

S4：对每个模型的升力值、阻力值进行对比分析，找出升阻比最大的对应模型，即推断该模型为多节耳材村虫的3D复原模型结果；所述升阻比为升力值与阻力值之比。

优选地，所述壳瓣连接方式包括壳瓣连接状态和壳瓣分开状态。

优选地，所述身体形态包括背部平直腹部凸起和背部凸起腹部平直两种状态。

优选地，所述展开角度的操作具体是在最大可能展开角度和最小展开角度的范围，按n度的间隔进行展开角度建模，其中n小于最小展开角度。

本发明的有益效果为：根据化石CT扫描的原始数据，利用计算机辅助设计软件对耳材村虫进行建模，由于身体形态和壳瓣展开角度等参数不能通过化石数据获得，因此对不确定参数进行多种不同形态的尝试建模，然后通过计算流体力学仿真（CFD）进行仿真研究，得出每种形态下的升力和阻力，以此推断重构的何种身体形态最为合理，最后通过实验验证该三维重构方法的有效性。本发明基于不完备信息对多节耳材村虫化石进行逆向推导复原，可以让古生物学家对其研究获得更为丰富、生动的视觉效果。本发明所涉及的三维重构方法将传统建模方法与计算流体力学仿真相结合，利用仿真结果推断建模结果的准确性，将该方法应用于古生物的3D复原，填补了耳材村虫研究上的空白。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为多节耳材村虫化石的照片，其中图2（a）为多节耳材村虫化石的光学显微镜照片，图2（b）为俯视图视角的多节耳材村虫化石显微CT成像图；图2（c）为仰视图视角的多节耳材村虫化石显微CT成像图；图2（d）为侧视图视角的多节耳材村虫化石显微CT成像图；

图3为耳材村虫身体轮廓线图；