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近年来以古典经络科学为指导的“针灸热”在世界各国风起云涌,学习针灸的需求日益增大。现有的用于针灸教学及训练的方法通常采用图示教学与临床或在人体经络腧穴模型上操作训练相结合的方式,因此存在不直观、效果不明显、危险性大等缺点。计算机技术的发展针灸学相关知识的教学和训练提供一个有力的工具显得十分重要。本文主要在三维人体模型数据的读取及显示、穴位拾取及信息显示、皮肤变形仿真及虚拟针灸过程的仿真设计与实现方面进行深入的研究与探索。在针灸学的基础上,结合先进的图形学技术和计算机三维动画技术,在虚拟人体经络系统中对针灸操作过程进行仿真,尤其是通过皮肤变形效果来模拟针灸过程中力的作用。本文的主要研究工作和成果:(1)通过对存储三维人体模型数据的文件进行分析,建立自定义的有关模型对象、顶点、三角面片信息的数据结构,然后利用OpenGL将这些顶点、面片数据实时渲染显示出来,并且通过对人体皮肤网格信息的分析为皮肤变形仿真打下基础。(2)利用OpenGL图形软件接口中的选择机制实现穴位的拾取,并通过ADO数据库访问技术对人体经络数据库的穴位信息进行读取,实现了穴位名称和穴位位置的双向查询,为针灸过程的教学、演示提供辅助作用。(3)建立人体模型、针模型和皮肤质点-弹簧模,并对皮肤模型受力变形进行深入分析,通过显式欧拉积分方法和准静态算法的具体实现算法进行深入的研究和分析。(4)在了解了中医针灸基础知识的基础上,设计了虚拟针灸仿真的总体流程。利用四元数来实现针模型的仿真操作,并通过碰撞检测技术获得针模型与人体皮肤的接触点,然后根据该接触点结合皮肤的变形仿真实现针灸过程中力的模拟,最后实现一次针灸过程的计算机仿真。