Tato práce prozkoumává existující metody deformace svalu za použití systému vázaných částic. Byla navržena metoda postavena na základě PBD (position based dynamics), zde navržená metoda je ještě obohacena o respektování anizotropie svalů. Metoda deformuje primárně povrchový model svalu, který je však v jakémkoliv okamžiku možné převést na model svalových vláken. Tato metoda je konkurenceschopná s již existujícími metodami, co se týče rychlosti a přesnosti. Výsledné deformace jsou rychlé a až na několik singulárních případů realistické, typicky když je sval poblíž kloubu. Deformace je parametrizována, což umožňuje měnit vlastnosti deformace pro různé svaly. Navržený postup má navíc přesah pro modelování i jiných (nejen anizotropních) materiálů, použití tedy může najít v mnoha různých vědních oborech.
Anotace v angličtině
This work explores state-of-the-art methods of muscle model deformation using particle system. The presented PBD-based (position based dynamics) method is enhanced by respecting muscle anisotropy. The problem is solved by deforming muscle surface model, which is transferable to muscle fibre model. The method is competitive with other similar methods as far as speed and precision are concerned. Proposed method results in fast and up to a few cases (typically when muscle is too close to the joint) realistic deformation. Proposed technique is parametric, which means it can deform different muscles depending on parameters. Moreover, this work can go beyond other scientific disciplines, where anisotropy modelling is required.
Klíčová slova
Systém vázaných částic, PBD, Deformace svalu, Modelování anisotropie svalu, VTK, C++
Klíčová slova v angličtině
Particle system, PBD, Muscle deformation, Muscle anisotropy modelling, VTK, C++
Rozsah průvodní práce
62 s. (124 202 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Tato práce prozkoumává existující metody deformace svalu za použití systému vázaných částic. Byla navržena metoda postavena na základě PBD (position based dynamics), zde navržená metoda je ještě obohacena o respektování anizotropie svalů. Metoda deformuje primárně povrchový model svalu, který je však v jakémkoliv okamžiku možné převést na model svalových vláken. Tato metoda je konkurenceschopná s již existujícími metodami, co se týče rychlosti a přesnosti. Výsledné deformace jsou rychlé a až na několik singulárních případů realistické, typicky když je sval poblíž kloubu. Deformace je parametrizována, což umožňuje měnit vlastnosti deformace pro různé svaly. Navržený postup má navíc přesah pro modelování i jiných (nejen anizotropních) materiálů, použití tedy může najít v mnoha různých vědních oborech.
Anotace v angličtině
This work explores state-of-the-art methods of muscle model deformation using particle system. The presented PBD-based (position based dynamics) method is enhanced by respecting muscle anisotropy. The problem is solved by deforming muscle surface model, which is transferable to muscle fibre model. The method is competitive with other similar methods as far as speed and precision are concerned. Proposed method results in fast and up to a few cases (typically when muscle is too close to the joint) realistic deformation. Proposed technique is parametric, which means it can deform different muscles depending on parameters. Moreover, this work can go beyond other scientific disciplines, where anisotropy modelling is required.
Klíčová slova
Systém vázaných částic, PBD, Deformace svalu, Modelování anisotropie svalu, VTK, C++
Klíčová slova v angličtině
Particle system, PBD, Muscle deformation, Muscle anisotropy modelling, VTK, C++
Zásady pro vypracování
Seznamte se s problémem modelování dynamiky svalů a jeho řešením navrženým v rámci evropského projektu VPHOP (FP7-ICT-223865).
Seznamte se s technikou 'position based dynamics' (PBD) určenou pro simulaci mechanických efektů. Prozkoumejte dostupné simulační metody založené na této technice relevantní pro modelování dynamiky svalů.
Navrhněte přístup založený na PBD pro modelování dynamiky svalů v reálném čase a proveďte jeho implementaci s využitím dostupných knihoven.
Nalezněte optimální parametry vytvořeného přístupu pro svaly v oblasti kyčelního kloubu.
Dosažené výsledky důkladně zhodnoťte.
Zásady pro vypracování
Seznamte se s problémem modelování dynamiky svalů a jeho řešením navrženým v rámci evropského projektu VPHOP (FP7-ICT-223865).
Seznamte se s technikou 'position based dynamics' (PBD) určenou pro simulaci mechanických efektů. Prozkoumejte dostupné simulační metody založené na této technice relevantní pro modelování dynamiky svalů.
Navrhněte přístup založený na PBD pro modelování dynamiky svalů v reálném čase a proveďte jeho implementaci s využitím dostupných knihoven.
Nalezněte optimální parametry vytvořeného přístupu pro svaly v oblasti kyčelního kloubu.