Modelarea în spațiul 3D

ARGUMENT

Modelarea "3D" este o practică relativ noua in ţara noastră. Reprezentarea in "3D" se realizează numai pe calculatoare de ultimă generaţie, cu ajutorul unor programe performante de specialitate. Rezultatul final al acestor modelări sunt imagini realiste (generate de calculator), imagini care poartă numele de randări.

Avantajul de a face o simulare "3D" este acela ca se poate vedea proiectul finalizat inainte de inceperea efectiva a construcţiei. Un amanunt deosebit de important la modelarea "3D" este acela că acum se pot reda orice condiţii de luminozitate, pe timp de zi (insorit/ innourat) sau de noapte, in orice perioadă a anului.

Un program de modelare şi animaţie 3D este, prin natura sa, un instrument complex, extraordinar, de stimulare a imaginaţiei şi creativităţii. Indiferent cât de performant a fost proiectat un astfel de program, cele mai bune rezultate se obţin numai la capătul a zeci de ore de muncă în care limita imaginaţiei este împinsă la extrem.

Programul de grafică 3D oferă un set de unelte primare, dar, care, prin combinare, devin foarte complexe. Totul este gândit de la simplu la complex. Folosind opţiunile primare şi apoi diferitele combinaţii, utilizatorul învaţă să lucreze într-un mediu virtual şi intuitiv.

Lansată la sfârşitul anului trecut, versiunea a patra a programului Movie3D este cel mai nou membru a suitei de aplicaţii software privind procesarea video, modelarea şi animarea 3D, oferită de compania germană AIST MediaLab.

CAPITOLUL I

Modelarea in spatiul 3D

1.1 Importanţă şi aplicabilitate

Modelarea computerizată 3D are ca scop realizarea de modele ale corpurilor reale, prin proiectarea asistată de calculator, modele utilizate ulterior pentru studiu, şi reprezentarea prin imagini realistice, care să dea cât mai fidel proprietăţile modelului.

Un domeniu aparte, prezentând o mare importanţă, este cel al aplicaţiilor de simulare şi modelare în domeniul biomedical şi biomecanic, care permit evitarea investigaţiilor invazive şi oferă în acelaşi timp şi soluţii de reconstrucţie a organelor deteriorate.

Aplicabilitatea în medicină se bazează pe prelucrarea informaţiilor obţinute prin metode specifice. Aria de utilizare se întinde de la statistica medicală până la prelucrări complexe de imagini ce permit extragerea de informaţii suplimentare de o mare valoare. În domeniul biomecanic, sistemele de prelucrarea automată a imaginilor au pătruns cu un succes deosebit, impunându-se tehnici din ce în ce mai avansate şi mai performante, care îşi aduc aportul în analiza şi diagnosticarea corectă. Dintre tipurile de investigaţii medicale bazate pe imagistică, ajutate în mod deosebit de tehnica de calcul pot fi menţionate:

- exploatările funcţionale scintigrafice

- ecografia

- tomografia computerizată

- radiografia

- microscopia cantitativă

- rezonanţa magnetică nucleară.

Reprezentarea tridimensională a suprafeţelor anatomice oferă o metodă de investigare valoroasă. Imagini ale acestor suprafeţe, construite pe baza planelor multiple bidimensionale rezultate prin tomografia computerizată, rezonanţa magnetică, respectiv tomografia computerizată cu emisie de fotoni, ajută medicii să stabilească un diagnostic corect pe baza imaginilor redate de echipamente sub formă 2D. Interpretarea imaginilor medicale

bidimensionale necesită cunoştinţe speciale şi experienţa specialiştilor care trebuie să colaboreze şi să comunice interpretările lor medicilor care vor aplica tratamentul. În multe cazuri, există dificultăţi în interpretarea şi imaginarea structurii tridimensionale reale pe baza imaginilor 2D furnizate de echipamentele de investigare imagistică.

1. 2 Realizarea modelului 3D al articulaţiei gleznei

Soluţia propusă se bazează pe un ansamblu de metode ce includ tehnici specifice analizei şi prelucrării de imagini, extragerii de informaţie utilă din acesta, reprezentării cu ajutorul graficii 3D a modelului construit pe baza informaţiilor utile extrase şi manipularea modelului obţinut în scopuri asociate studiului sau prelucrării ulterioare.

Tehnicile de obţinere şi prelucrare a modelului 3D se bazează pe tomograme (felii 2D) obţinute de la un tomograf computerizat şi pe un program de reconstrucţie 3D (Mimics).