[发明专利]一种虚拟牙龈三角网格构建和随动方法

摘要

本发明公开了一种虚拟牙龈三角网格构建和随动算法。先构建虚拟牙龈网格，导入所有牙齿模型及每颗牙齿对应的局部坐标系，获取每颗牙齿模型对应的控制点，利用控制点获得牙龈边界线，移动控制点生成虚拟牙龈的三角网格；再接着对虚拟牙龈网格形变，通过移动点、随动点和固定点获得形变区域，构造Laplacian矩阵进行网格形变与重建。本发明获得了更符合牙齿牵引作用的牙龈数据，以提高矫治器在使用过程的舒适程度，减少矫治器对牙龈组织的挤压。可以在随动中直观地展示，方便牙齿矫治的交流。

主权项

一种虚拟牙龈三角网格构建和随动方法，其特征在于该方法包含下列两个模块：1)先构建虚拟牙龈网格：1.1)导入所有牙齿模型及每颗牙齿对应的局部坐标系；1.2)获取每颗牙齿模型对应的控制点，利用控制点获得牙龈边界线；所述的控制点是指位于每颗牙齿模型的边缘上有序排列的点，控制点采用以下方式获得：Step1：找到牙齿模型的边界点并对边界点进行排序；将牙齿模型的各个边界点投影到局部坐标系的XY水平平面，在投影得到的点中找到在X轴正方向区域里与X轴最近的点作为排序的起始点，然后从该点开始沿着XY平面顺时针的方向对边界点进行依次排序，获得有序的边界点集；Step2：从中抠除牙缝点，牙缝点是牙缝两侧附近的边界点，形成每颗牙齿的内外边界点；Step3：利用单颗牙齿的局部坐标系在抠除牙缝点后的边界点中获取控制点，从每颗牙齿的内外边界点分别均匀地选择五个边界点作为控制点；1.3)移动控制点生成虚拟牙龈的三角网格；2)对虚拟牙龈网格形变：通过移动点、随动点和固定点获得形变区域，构造Laplacian矩阵进行网格形变与重建；所述移动点、固定点和随动点具体为：取控制点及其附近的两个离散点作为移动点，移动点是随着对应牙齿移动而同步移动的点；取投影点作为固定点，固定点是随着对应牙齿移动保持不动的点；虚拟牙龈网格上除移动点和固定点以外的点均作为随动点，随动点是随着对应牙齿的移动而发生随动的点，用来保证形变的自然过渡；形变区域包括直接移动区域、随动区域和固定区域，所有移动点形成直接移动区域，所有随动点形成随动区域，所有固定点形成固定区域。