人体模型的建立-中国图书馆学会高等学校图书馆分会

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人体软组织力学模型建立及参数获取

人体软组织力学模型建立及参数获取摘要在人体软组织形变仿真的过程中，系统必须保证稳定性并且满足形变效果精确度的要求；同时，由于仿真系统必须保证实时交互，因而实时性也是软组织形变中最重要的要求之一。

因此，虚拟手术中人体软组织形变的仿真必须满足稳定性、精确性和实时性的要求。

本文将从上述三方面要求出发，对虚拟手术仿真系统中人体软组织形变技术展开研究。

人体软组织弹性模型是指用于软组织形变建模的形变模型。

随着生物力学的发展和计算机运算速度的提高，物理形变模型得到了很大的发展，先后出现了质量—弹簧模型和有限元模型。

本文着重研究了质点一弹簧模型。

质量—弹簧模型是从离散物体模型出发考虑的。

常规的质量一弹簧模型求解方法是欧拉迭代方法，系统参数比较多，收敛性、精确性较差。

本文在实验室前期工作基础上，在能够保证系统收敛的参数范围中，运用程序进行优化，寻求能够提高模型的精度的参数。

关键词：软组织形变模型；质量—弹簧模型；肝脏组织参数获取Human Soft Tissue Mechanics Model and Parameters ObtainedABSTRACTIn the process of human soft tissue deformation simulation, the system must ensure stability and meet the deformation effect accuracy requirements; at the same time, since the system must guarantee the real-time interaction, and therefore the most important time is one of the requirements for soft tissue deformation. Therefore, simulation of virtual operation of human soft tissue deformation must satisfy the stability, accuracy and real-time requirements. This paper will be required from the above three aspects, to study human virtual operation simulation system of soft tissue deformation technology.The soft tissue of the body elastic model is used to model the deformation of soft tissue deformation modelling. With the development of computer operation speed and biomechanical improvement, physical deformation model has great development, has a mass-spring model and finite element model. This paper focuses on the particle model.The quality of a spring model in this paper is to consider the discrete object model. The quality of a spring model method is the routine Euler iterative method, more system parameters, poor convergence, accuracy. In this paper, based on previous work in the laboratory, can guarantee the convergence of the parameter range, use the process optimization, seeking to improve the precision of the parameter model.Key words:soft tissue deformation model; mass-spring model; acquire the liver tissue parameters目录1 绪论 (2)1.1 课题研究背景和意义 (2)1.2 国内外研究现状 (2)2 质点-弹簧模型 (4)2.1 软组织形变技术介绍 (4)2.2 软组织的物理特性 (4)2.3 质点-弹簧模型建立 (5)3 弹簧—质量模型参数获取 (9)3.1 真实材质参数获取实验及数据分析 (9)3.2 弹簧参数确定 (10)3.3 质点参数的确定 (10)3.4 弹性系数的模拟算法实现 (12)3.5 质点质量的模拟算法实现 (12)3.6 模拟算法实现 (13)4 总结与展望 (16)4.1 论文工作的总结 (16)4.2 今后研究工作的展望 (16)参考文献 (17)致谢 ............................... 错误！未定义书签。

人机工程3版课件1

第六章产品设计人机学的若干专题
第一节手工具及其使用方式第二节手机设计中的人机学第三节安全性设计维修性设计
2
第七章视觉传达设计与人机学
第一节文字设计第二节图形符号及标志设计第三节展示设计
第八章室内设计与人机学
第一节生活空间与人体尺寸第二节光环境与采光照明设计第三节声音环境和噪声控制第四节室内热环境第五节．二战中尖锐的军械问题——人机学的诞生
一战到二战，飞机大幅度技术升
级，但事故、伤亡频发。投巨资研制的 “先进”飞机未必能打胜仗，使人惊愕，进而醒悟：飞机的技术性能必须与使用人的生理机能相适配。
二战中入侵前苏联德军的枪械问题，…
有的国家聘请生理医学、心理学家参与设
计，经费增加有限，却事半功倍，效果显著。图1-19 飞机驾驶舱的
例10 形形色色的剪刀，里面学问可不少。
图1-8 功能形态各异的剪刀
13
例11 老年人手机
图1-9 斩获德国if设计大奖的Arcci老人手机 14
例12 生产设备的正反两例
反适合高1.37m、肩宽0.64m、手臂平展2m之畸形人使用的车床。正把带电机的旋具弹性吊挂着使用。
图1-10 畸形人适用的车床
人机学发展简史和学科思想的演进，可分4个阶段。
1．对劳动工效的苛刻追求——人机学的孕育
F.W.泰勒（1856-1915）的“时间与动作研究”
（Time and Motion Study），吉尔布雷斯夫妇的 “砌砖作业实验”等多项研究。
图1-17
1914年，教授闵斯特伯格的《心理学与工业效率》出版。 1919年布氏夫妇合著的《疲劳研究》出版。 1919年英国 “工业保健研究部”，展开工效问题的广泛研究，包括作业姿势、负担限度、体能、工间休息、工作场

基于用户画像的高校图书馆可视化系统的构建与实现

DCWTechnology Analysis技术分析79数字通信世界2023.101 高校图书馆用户画像研究概述用户画像的概念最早是由交互设计之父A l a n Cooper 在1998年提出的，是建立在现实生活中一系列真实数据上的用户目标模型，是对真实用户的虚拟化[1]。

在国外，用户画像已经成为广告、市场营销和数据分析等领域的重要工具。

例如，Facebook 和Google 等科技公司在个性化推荐、广告投放和用户体验方面都充分利用了用户画像。

此外，欧美一些图书馆也开始使用用户画像来提升服务质量[2]。

在国内，随着大数据和人工智能技术的快速发展，用户画像也逐渐被应用于多个领域，在图书馆领域，用户画像也成为提高管理效率和服务水平的一种重要手段[3]。

目前，图书馆领域的用户画像主要围绕建立用户画像模型等展开研究，如何利用用户画像为读者提供个性化服务模式是当前图书馆管理与服务重点关注的领域[4]，而其中以构建多维度、多层次、立体化的用户画像模型，实施图书的个性化推荐、个性化信息检索、个性化借阅、个性化参考咨询等个性化服务[5]成为提高图书馆服务效能的重要手段之一。

随着信息化、数字化和智能化的发展，基于大数据的用户画像模型及相关技术也在更新迭代中，基于此，本文以高校多维度用户数据类型为依托，构建适应高校图书馆的用户画像模型，进而构建多样化的高校图书馆可视化系统，图书馆可视化系统对用户查询意图、兴趣等进行推理和预测，为用户及相关部门提供有效的调查结果，同时馆员根据可视化系统对读者服务及系统建设提供决策依据。

2 用户画像模型的构建流程高校图书馆的用户画像模型构建流程是：首先收集高校图书馆用户的各类信息数据进行预处理，去掉基于用户画像的高校图书馆可视化系统的构建与实现崔乐乐（昆明医科大学图书馆，云南昆明 650500）摘要：随着信息技术的不断发展，用户画像技术被引入到智慧图书馆中，并已应用到图书馆的智慧化服务领域。

基于OpenCV、OpenGL与3d Max的个性穿搭人体模型构建

1 背景
如今的线上购物平台在展示衣物时采用的依旧是平面模特试穿的二维图片，但平面模特的试穿效果有时并不十分有代入感，导致大家依然难以想象衣物穿在自己身上是什么感觉，难以完成购买决策。因此随着时代的发展和互联网技术的更新，一款可以构建个性穿搭人体模型，帮助大家完成虚拟试衣需求的应用程序十分有现实意义，可以有效提升人们关于衣物是否合适自己的线上购物体验[1]。
收稿日期：2021-03-16 基金项目：大学生省级创新创业项目：基于手机拍摄图片建立年轻女性三维模型的服饰穿搭 APP 设计（项目编号：2019050）作者简介：张颖（1999—），女，安徽芜湖人，本科在读，主要研究方向为电子信息工程；段萌萌（1999—），女，河南新乡人，本科在读，
主要研究方向为电子信息工程；叶金中（1998—），女，湖南常德人，本科在读，主要研究方向为应用电子技术教育；康磊（1999—），男，湖南常德人，本科在读，主要研究方向为应用电子技术教育；熊露洁（1999—），女，江西抚州人，本科在读，主要研究方向为服装与服饰设计。
OpenCV (Open Source Computer Vision Library)是一个开源的计算机视觉和机器学习软件库，可实现图像处理和计算机视觉方面的许多通用算法[2]。OpenGL(Open Graphics Library)是美国高级图形和高性能计算机系统公司 SGI 所开发的三维图形标准库，可以较好地渲染 2D、3D 矢量图形[3]。 OpenCV 和 OpenGL 都是可以跨平台编程接口，因此可以在 Android Studio 上流畅使用。3d Max 是一款常用的三维动画制作软件，具有十分强大的三维建模功能[4]，本项目通过导出 OBJ 和 MTL 文件，可以实现 3d Max 建模与 Android Studio 平台的完美结合。

人体骨骼模型

人体骨骼模型骨骼是我们人体的重要支撑组织，对我们的人体有一定的保护性。

骨骼是我们运动的主要部位，我们从事任何的运动活动都和骨骼存在着密切相关的联系，由于儿童处于骨骼发育的主要时期，由于青少年和成年人还是存在着一定的身体差异的，所以人体的骨骼的数量也有差别的，那么人的骨骼有多少块？成人骨头共有206块，分为头颅骨、躯干骨、上肢骨、下肢骨四个部分。

但儿童的骨头却比大人多。

因为：儿童的骶骨有5块，长大成人后合为1块了。

儿童的尾骨有4～5块，长大后也合成了1块。

儿童有2块髂骨、2块坐骨和2块耻骨，到成人就合并成为2块髋骨了。

这样加起来，儿童的骨头要比大人多11～12块，就是说有217～218块。

医学书上说，初生婴儿的骨头竟多达305块。

不过，某些骨头会再生出“副骨”或“子骨”来。

例如，有些人每只手和腕部有“副骨”或“子骨”来。

例如，有些人每只手和腕部有“副骨”及“子骨”24块，每只脚有26块。

在身体的膝、肘、脊椎部位，有时也会另外长出小骨来，不过各人额外长出的骨头多少不一样。

要是把“融骨”或“子骨”算进去，成人的骨头那就远不止206块了。

但由于这些“额外小骨”的意义不大，我们只要知道成人有206块骨头就行了。

当然，说成人有206块骨头，这是全球人类的“总体”而言的。

人群中在这方面存在差异。

我国科学工作者1985年进行的抽样调查表明，中国人的骨头要比欧美人少，大多数人只有204块骨头。

而在欧美，绝大多数人有206块骨头。

这是由于大多数中国人的脚上第5趾骨为2块骨头，不像欧美人有3块骨头。

每只脚少1块，所以只有204块。

人体最长的骨头是股骨，即大腿骨，它通常占人体高度的27%左右，有记录的最长腿骨为75.9厘米。

而耳朵里的镫骨是人体内最小的骨头，它只有0.25～0.43厘米长成年人骨的重量约为体重的1/5，刚出生的婴儿骨重量大约只有体重的1/7。

骨骼很多骨头最后是愈合在一起了。

比如说颅骨，以及尾骨。

成年人的尾骨只算一块，但是新生儿那里，还是可以分得开24块的。

人体骨架模型的建立及IK问题的一种解决方式_李春霞（精）

第27卷　第6期2003年12月武汉理工大学学报(交通科学与工程版)Jo urnal o f Wuhan University of Techno logy(T ranspo r ta tio n Scie nce&Engineering)V o l.27　No.6Dec.2003人体骨架模型的建立及IK问题的一种解决方式*李春霞　杨克俭　李　波(武汉理工大学计算机科学与技术学院　武汉　430063)摘要:从骨架层次上对人体进行抽象和简化,并产生了人体分层结构树;同时讨论了人体的关节模型和关节约束,把关节分为一个自由度的关节、两个自由度的关节和三个自由度的关节.并在此人体分层结构上,提出了解决IK问题的指向线算法,这个算法和国外学者提出的CCD算法思想不谋而合,讨论了CCD针对解决人体IK问题的优势和不足之处,提出了相应的改进方法.关键词:骨架建模;关节模型;反向运动学;指向线算法;CCD中图法分类号:T P391.410　引言图形学和网络技术的迅速发展促进了虚拟现实技术的发展.在虚拟环境中用虚拟人作为参与者的表示,反映了用户在虚拟世界中的活动,提高了用户在虚拟世界中的沉浸感.虚拟人是完全由计算机生成的,看起来像真人的图形实体.它作为V E中有特色的群体,历来受到研究者们的格外重视.在动画、机械工程、医学、军事和空间探索等虚拟环境中,对虚拟人行为的模拟及其性能的评估变得越来越重要,其应用包括工业环境改造学、军事训练、体育医学、空间任务仿真、虚拟角色设计和机械虚拟造型等.在对虚拟人研究中,运动控制的研究是其中的一个重要方面[1].运动控制的方式有正向运动学、反向运动学、动力学等方式.文中讨论的是骨架模型的构造,以及在此模型基础上,结合指向线算法和CCD算法,进行加工和改进,实现运动控制的一种方式:反向运动学方式.1　人体骨架模型的建立1.1　人体分层结构人体是个非常复杂的系统.人体是由200多个旋转关节组成的复杂形体,要模拟真实的人体运动,需要提供所有的关节数据.所以人体运动的仿真要远复杂于一般的刚体.对于人体运动的仿真,首先建立逼真的三维人体模型,再是要产生人体模型各关节运动的驱动数据.对于人体可以从3个层次上进行构造:骨架、肌肉和皮肤[1].由于运动控制和骨架模型紧密相连,所以这里只讨论骨架层次上的建模.由于人体结构的复杂性,有必要对人体进行抽象和简化;为了更好地描述运动,把人体构造成层次结构.人体骨架模型主要由关节和骨骼构成.有些关节结构比较复杂,比如肩关节,它实际上由很多组织构成,但这里只把它当作一个类似铰链的关节;有些关节并不存在,只是从结构上给它一个名字,比如肩胸关节.对于骨骼也作了简化,比如前臂本来是由尺骨和桡骨组成的,这里把尺骨和桡骨合并为一个骨骼.把骨骼看作不可形变的刚体.人体模型中各肢体之间存在一定的运动连带关系,将关节看成点,将关节之间的骨骼看成是链,就可以按照运动关系将各肢体链接起来[1].人体分层结构其实就是树形结构.每个节点只有一个父亲,根节点无父亲;关节的父亲和儿子是骨骼,每个关节只有一个儿子;骨骼的父亲和儿子是⒇收稿日期:20030829 李春霞:女,27岁,硕士生,主要研究领域为计算机图形学、虚拟现实及计算机仿真 *国家自然科学基金项目资助(批准号:60073057)关节;每块骨骼可能有多个子关节,比如臀骨骼就有左股关节、右股关节和腰关节等3个关节;总共定义了23个关节23块骨骼;根骨骼是臀部(hip),臀部父关节是JRo ot,是面向世界坐标的,是树的总根.人体树的层次结构,如图1所示.图1　人体树层次结构图1.2　关节模型关节是连结人体各部位的环节,也是人体运动的枢纽,是传递力和力矩,使人体能作正常运动的重要器官.它结构复杂.人体关节通常被模拟为球铰,但人体关节实际活动范围并非有铰链那样的自由度,它受到人体运动生理上的限制,所以必须明确人体各关节运动的约束条件[3].把关节转动分为自转(twist )和摆动(sw ing ).假设沿着骨骼生长方向的是Y 轴,也即自转轴.X 轴和Z 轴是摆动轴.下面提到的自由度都是指转动自由度.1)一个自由度的关节(o ne DO F),比如手指,只能上下弯曲,没有自转,也没有如图2所示[4].图2　一个自由度的关节2)两个自由度的关节(tw o DO F ),比如手腕,肘.手腕的两个自由度是除自转外的其他两个旋转自由度.肘关节的两个旋转自由度的其中一个是自转.所以两自由度的关节有两种形式.3)三个自由度的关节(three DOF ),比如肩关节,既有自转(twist ),又有摆动(swing ).三个自由度的关节可以用铰链来模拟,但是转动具有一定的约束.1.3　关节约束这里的约束只给出生理约束,有旋转约束(swing limit)和自转约束(twist limit),给出旋转和自转的范围.2　人体IK 的一种实现方式2.1　IK 的概念IK(inv erse kinametics),是反向运动学的意思.在人体分层结构中,关节和骨骼实际构成了运动链,肩关节、肘关节、腕关节及其子骨骼就是运动链上的一条分支.利用运动链对运动进行控制.运动分为正向运动和反向运动.已知链上各个关节旋转角,求各关节的位置信息和末端效应器(end effecto r )的位置信息,这是正向运动学的问题;若已知末端效应器的位置信息,反求其祖先关节的旋转角,这是逆运动学的问题[1].如图3.图3　IK 问题2.2　求解IK 的方法求解IK 问题的方法有很多,大致可以分为如下两大类.分析法(analy tical so lutions)　可以求得所有的解,对于自由度较少的IK 链,求解速度较快,比如Korein 提出了一种解决7自由度的带有关节约束的手臂IK 问题的方法[4].但随着关节数量的增加,分析法求解方程的复杂度也急剧增加[5];并且分析法不适合分层结构[4].所以分析法只适合自由度比较少的链,不适合复杂的IK 链.数值法(num erial so lutions)　数值法的优势在于通用性和灵活性,能处理自由度较多的比较复杂的具有分层结构的IK 链,能较容易地加入新的约束条件到IK 链中[4].实际上是一种反复逼近,不断迭代的办法.比如New ton -Raphson 方法,W hitney 提出的the resolv ed mo tio n -rate control 方法,Welman 提出的Jaco bian transpose 方法,以及各种优化算法等.由于IK 问题的复杂·816·武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2003年　第27卷性,数值法的不足之处在于高计算量,由于是反复迭代进行求解,所以所求结果未必准确.2.3　指向线算法及CCD(cyclic-coo rdinate de-scent)算法指向线算法是本实验室在人体分层模型基础上提出来的用来解决IK 问题的一种方法,它的基本思想是作指向线进行旋转,逐级释放关节,不断逼近目标.它的思想和国外学者Chris Welman 提出的解决复杂IK 问题的方法cyclic -coo rdina te descent (CCD)[2]不谋而合.CCD 是一种反复迭代地启发式方法[4],它沿着运动链依次改变一个关节的旋转角度,使得end effector 逐步逼近目标,实际上就是一种数值法.下面所说的旋转既可理解为关节的转动,也可理解为骨骼绕其父关节的转动,或者称为摆动.末端效应器E 达到目标点D 是指E ,D 之间的距离小于一个事先给定的足够小的精度.Jeff La nder 实现CCD 的方法是:从运动链的末端开始,逐步改变每个关节的旋转角度.先是改变最末端的关节J 0,从J 0到末端效应器E 作向量V 1,从J 0到目标点D 作向量V 2,求出两个向量的夹角T 及其旋转轴V R ,让J 0下的子链绕旋转轴V R 转T 角度,如图4(本例图中无JTmp-Root 节点),则末端效应器E 达到一个新位置,若E 没有达到D .接着取J 0的父节点J 1,同样从J 1到E 作向量V 1,从J 1到D 作向量V 2,求出向量V 1和V 2的夹角U 及其旋转轴V R ′,让S 下的子链绕旋转轴VR ′转U 角度,如图5(本例图中无JTm pRoot 节点),则末端效应器E 又达到一个新位置,若E 没有达到D ,则继续取J 1的父节点,改变其旋转角度,直到根节点JRo ot.若E 还没有达到D ,则又从末端关节J 0开始新一轮运动,直到E 和D 之间的距离足够小或者到达了给定的循环次数. 由以上描述可以看出,CCD 算法容易控制,便于在链中加入新的节点,是简单有效的.图4　处理关节J 0图5　处理关节J 12.4　改进算法CCD 描述人体运动的不合适之处:(1)CCD 每一次内循环都最终回溯到根节点,而人体运动比较复杂,对于一些比较近的目标,可能不需要运动到根节点,通过前端几个关节的旋转就可以达到目标点.比如手去拿一个离得很近的杯子,可能只需要肩关节、肘关节、腕关节的相应旋转就可以达到,而不需要让胸、腰、根关节参与运动.对于比较远的目标,才可能要回溯到根,甚至使用根的其他分支来配合.比如,手够一个较远的东西,可能需要脚来配合;(2)CCD 中骨骼绕其父关节的转动只是摆动,而骨骼没有自转,不符合人的生理习惯.人体运动过程中,很多情况下是骨骼自转在同时发生.比如手的初始状态是手心朝上,而目标在手背下方,这时进行IK 运动时,在手向目标点的逼近过程中,同时有肘关节和肩关节的自转,使手心朝向目标点.针对CCD 算法的不足之处,改进算法如下.在描述摆动时,把骨骼看作一个向量,在描述自转时,把骨骼看作一个实体,这个实体具有一个正方向.为了描述自转,每个关节都规定一个朝向O (其实也是定义其子骨骼的正方向),比如规定腕关节的朝向是垂直手掌朝外的方向.目标点不一定是可以达到的,在目标点不可达到的情况下,整个运动链只向目标有运动趋势.步骤:1)根据一定的策略(如图4所示),先预测一下运动到哪个关节JTm pRo ot 为止.一个简单的预测办法是计算某一关节J 到E 之间所有骨骼的长度之和Len,看Len 是否大于j 到D 的长度,是的话就把JTm pRoo t 定位在J .2)从J 0开始,向末端效应器E 作向量V 1,向目标点D 做向量V 2,计算V 1和V 2的夹角T 以及从V 1旋转到V 2的旋转轴VR .J 0进行自转,在J 0的自转范围内,使朝向O 尽量指向目标点,同时V 1绕旋转轴VR 转向V 2,转动的角度应该在J 0的旋转范围内,若转动到达了J 0的极限范围,·817·　第6期李春霞等:人体骨架模型的建立及IK 问题的一种解决方式则为J 0设置一个到达极限的标志.此时E 转到了一个新位置;若E 没有达到D ,接着取J 0关节的上一节关节J 1,重复在J 0所做的工作(如图5所示);若E 没有达到D ,继续取J 1的上一节关节,直到JTm pRoot 关节,重复在J 0所做的工作;若E 还没达到目标点D ,则看JTm pRoot 到J 0之间的关节旋转是否都到达了它们的极限范围,若不是的话,则又从J 0开始重复本过程;若是的话,则把JTmp Roo t 定位为JTm pRoot 的父关节,再从J 0开始重复本过程.根据改进算法所得到的运动结果见图6,7,目标位置相对于根的位置是(0.6,-0.1,0.3).图6　运动前位置状态(左手被选中)图7　运动后位置状态(左手被选中)3　结束语文中探讨了人体骨骼分层模型的建立,结合指向线算法和CCD 算法实现的IK 的一种解决方法,但是这种方法仍有许多不足之处:没有考虑平衡控制,没有考虑动力学因素,这是今后要研究的重点.参考文献1　洪炳熔,贺怀清.虚拟人的步行和跑步运动控制方法的研究.高技术通讯,2001(3):91～952　Jeff Lander .M aking kine mo re flexible .Game Dev el-o per ,1998(11):15～223　忻鼎亮.运动生物力学.上海:东华大学出版社,2002.87～904　Bo ulic Dr R .Inv er se kinematics techniques fo r the in-teractiv e postur e co ntro l o f ar ticula ted fig ures .PhDThesis N °2383,Swiss Federa l Institute o f T ech no lo -g y ,Lausa nne,EP FL ,Switzerland,2001.30～555　金小刚,陆国栋.关节动画和人体动画.电脑动画专栏,1997(1):40～426　杨克俭,刘舒燕,陈定方.分布交互三维视景行为-特征建模方法研究.计算机辅助设计与图形学学报,2000,12(11):846～8507　王玉华,杨克俭,曾梅兰.面向对象技术在三维虚拟场景建模中的应用研究.武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2003,27(1):37～39A M odeling of Human Skelecton andA Method of Solving IK ProblemLi Chunxia Yang Kejian Li Bo(School of Computer Science &Technology ,WU T ,W uhan 430063)AbstractThis paper discusses hierarchical structure o f humam body m odel through abstracting a nd simpli-fying human body in aspact of skelecton,and discusses the joint m odels and joint limits.Joint modela re classfieded to o ne DO F 、tw o DO F 、three DO F.Then based o n th e articulated body model it puts fo rw o rd a m ethod of solving IK problem called pointing-line w hich is similar to a method called CCD put forw o rd by a foreig n scho lar,and then discusses its adv antag es and draw backs to the human mod-el IK pro blem ,and finally giv es a n im proving m ethod .Key words :skelecton-modeling;joint-model;inv erse kinam etics(IK);pointing-line;CCD·818·武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2003年　第27卷。

人体尺寸与人体模型（可编辑）

人体尺寸与人体模型车辆人机工程学第2 章人体尺寸与人体模型2.1 人体尺寸人体尺寸是一离散的随机变量。

人体尺寸随机变量的特征正态分布;数字特征:均值μ,标准差σ。

例:中国男性成年人身高的分布曲线:车辆人机工程学百分位数百分位数P 将随机变量的总体或样本k的全部观测值分为两部分,有k% 的观测值等于和小于它,有100- k % 的观测值大于它。

百分位数是一种位置指标、一个界值。

人体尺寸用百分位数表示时,称人体尺寸百分位数。

如:中国成年男子身高的第50百分位数为1678mm,记为P 1678mm 。

50常用P 或 P 代表“小”身材的人群, P 或 P 代表“大”身材的人群。

1 5 95 99若已知某项人体测量数据的均值μ、标准差σ,可计算任一百分位的人体尺寸百分位数:P = μ± σKk式中K为转换系数,可根据不同的百分位数查表确定。

车辆人机工程学GB/T 10000 《中国成年人人体尺寸》人体主要尺寸6 项立姿人体尺寸6 项坐姿人体尺寸11 项人体水平尺寸10 项人体头部尺寸7 项人体手部尺寸5 项人体足部尺寸2 项车辆人机工程学人体主要尺寸mm立姿人体尺寸mm车辆人机工程学GB13547 《工作空间人体尺寸》坐姿跪姿立姿俯卧姿爬姿车辆人机工程学立姿人体尺寸(女 )mm车辆人机工程学GB/T 12985 《在产品设计中应用人体尺寸百分位数的通则》 :尺寸修正量功能修正量穿着修正量:考虑穿鞋、戴帽、穿衣后的尺寸变化量。

如:着衣修正量:坐姿的坐高、眼高、肩高、肘高加6mm,胸厚加10mm,臀膝距加20mm。

穿鞋修正量:立姿的身高、眼高、肩高、肘高、手功能高、会阴高等,男子加25mm,女子加20mm。

姿势修正量:躯干呈放松状态及处于不同姿势引起的尺寸变化量。

如:立姿时的身高、眼高等减10mm;坐姿时的坐高、眼高减44mm。

操作修正量:考虑不同操作动作(如用手指、手掌、手臂操作)引起的尺寸变化量。

医学研究中的人体器官模型制作技巧

医学研究中的人体器官模型制作技巧人体器官模型在医学研究中扮演着重要的角色。

它们可以帮助研究人员更好地理解人体结构和功能，并为医学教育和手术模拟提供实践工具。

然而，制作高质量的人体器官模型并非易事。

本文将介绍一些医学研究中常用的人体器官模型制作技巧。

首先，选择合适的材料对于制作人体器官模型至关重要。

常见的材料包括硅胶、塑料和3D打印材料等。

硅胶具有良好的柔韧性和逼真的外观，可以制作出逼真的皮肤和组织。

塑料材料可以制作较为坚硬的器官，如骨骼和牙齿。

而3D打印材料则能够根据具体需要打印出各种形状和结构的器官模型。

选择合适的材料取决于研究的目的和预算。

其次，制作人体器官模型需要一定的解剖学知识。

无论是手工制作还是使用3D打印技术，都需要准确地了解人体结构和器官的形态。

解剖学书籍和图谱可以帮助研究人员理解人体组织和器官之间的关系，并指导模型的制作过程。

当然，实践和经验也是不可或缺的，只有通过实际动手操作才能更好地掌握技巧和提高制作水平。

接下来，制作人体器官模型需要具备一定的艺术技巧。

一个逼真的模型不仅要求准确地表现器官的形态和结构，还需要注意色彩和纹理的细节。

使用适当的颜色和细节装饰可以使模型更加逼真，更好地满足医学研究的需求。

同时，良好的手工修饰和打磨技巧也能提高模型的质量和观赏性。

此外，随着科技的发展，3D打印技术在人体器官模型制作中的应用越来越广泛。

使用3D打印技术可以根据实际需要精确地打印出各种器官的形状和结构，不仅节约时间和人力成本，还提供了更多的可能性。

另外，3D打印技术还可以制作出可供手术模拟的活体器官，为实践操作提供便利。

最后，制作人体器官模型需要注重细节和精确度。

无论是手工制作还是使用3D打印技术，精确再现器官的形态和结构对于医学研究的准确性和可信度至关重要。

特别是在进行手术模拟和教育培训时，精细的模型可以帮助医生更好地理解手术过程和解剖结构，提高手术的成功率和安全性。

总结而言，医学研究中的人体器官模型制作技巧需要选择合适的材料、掌握解剖学知识、具备艺术技巧、了解最新的3D打印技术，并注重细节和精确度。

4-5《身体的“联络员”》(教学设计)教科版科学五年级上册

学情分析
在开始本节课《身体的“联络员”》之前，对学生进行学情分析是非常重要的。五年级的学生已经具备了一定的科学知识基础，对人体的结构与功能有一定的了解，但对于神经系统的认识可能还不够深入。因此，本节课将重点关注以下几个方面：
1.学生层次：五年级的学生在知识、能力和素质方面已有一定的基础，他们能够通过观察、实验等方式进行探究，具备一定的分析问题和解决问题的能力。然而，在科学思维和实验技能方面，他们可能还需要进一步的指导和训练。
3.教学媒体和资源的使用：为了提高教学效果，我们确定了以下教学媒体和资源的使用。首先，我们使用PPT作为主要的教学工具，通过展示清晰的图片和图表，帮助学生更好地理解和记忆神经系统的基本结构和功能。其次，我们使用视频作为辅助教学资源，通过播放神经信号传递的动画视频，让学生更直观地了解神经系统的运作过程。最后，我们使用在线工具，如互动答题软件，让学生在课堂上进行实时测试，检查他们对神经系统的理解和掌握情况。
-建议学生进行实践活动，如志愿服务、科普宣传等，将所学知识应用于实际中，提高实践能力。
作业布置与反馈
作业布置：
1.根据本节课《身体的“联络员”》的教学内容和目标，布置适量的作业，以便于学生巩固所学知识并提高能力。
2.作业包括：
a.复习神经系统的基本结构和功能，并总结神经系统的主要特点。
b.完成相关的练习题，包括选择题、填空题和简答题，以检查学生对神经系统的理解和掌握程度。
c.进行小组讨论，让学生结合本节课的学习内容，探讨神经系统在日常生活和医学领域中的应用。
d.进行实践活动，如设计一个简单的神经系统模型，通过制作模型加深对神经系统结构与功能的理解。
作业反馈：
1.及时对学生的作业进行批改和反馈，指出存在的问题并给出改进建议，以促进学生的学习进步。

知识图谱人物本体模型设计方法6篇

知识图谱人物本体模型设计方法6篇第1篇示例：知识图谱是一种描述知识和概念之间关系的图形化工具，可以通过结构化的方式表示事物之间的联系，有助于理解复杂的知识体系。

在知识图谱中，人物本体模型是非常重要的一个部分，可以用来表示人物的属性、关系和行为，帮助系统更好地理解和处理人物相关的信息。

设计一个有效的人物本体模型是知识图谱建设的关键一环。

本文将介绍一种常用的方法，用于设计知识图谱中的人物本体模型。

1.确定人物本体模型的目标：在设计人物本体模型之前，首先需要确定模型的目标和应用场景。

如果是用于构建一个社交网络知识图谱，那么可能需要包括人物的基本信息、兴趣爱好、社交关系等属性。

2.收集人物属性信息：在设计人物本体模型时，需要收集人物的各种属性信息，包括基本信息、职业、教育背景、兴趣爱好、经历等。

这些属性信息可以帮助系统更好地理解人物的特点和行为。

3.确定人物属性之间的关系：在人物本体模型中，属性之间的关系非常重要。

一个人可能有多个教育背景，一个人可能有多个社交关系等。

需要确定这些属性之间的关系，以建立一个完整的人物知识图谱。

4.建立人物本体模型的结构：根据前面确定的人物属性和属性之间的关系，可以开始建立人物本体模型的结构。

可以使用OWL等语言来描述人物的类、属性和关系，并通过实例化来表示具体的人物。

5.验证和优化人物本体模型：设计完成后，需要对人物本体模型进行验证和优化。

可以通过实际案例来验证模型的准确性和完整性，同时也可以根据用户反馈来进行优化。

第2篇示例：要设计一个合适的知识图谱人物本体模型，需要考虑以下几个方面的因素：一、人物的属性人物的属性是指描述人物身份、特征和状态的各种信息，如姓名、性别、年龄、职业、国籍等。

在设计人物本体模型时，需要考虑哪些属性是必需的，哪些是可选的，以及这些属性之间的关系。

一个人物可能有多个姓名、多个国籍，这些属性之间可以是一对多的关系。

二、人物的关系人物之间可以通过各种关系进行连接，如亲属关系、师生关系、友谊关系等。

人体肌肉骨骼模型的建立及仿真分析

人体肌肉骨骼模型的建立及仿真分析在医学、运动科学、生物力学等领域中，通常需要研究人体肌肉骨骼系统的力学特性。

为了更好地模拟和理解这个系统的力学行为，人体肌肉骨骼模型的建立和仿真分析变得越来越重要。

本文将介绍以生物力学为基础的人体肌肉骨骼模型的建立和仿真分析的基本方法和应用。

1. 建立人体肌肉骨骼模型人体肌肉骨骼模型最重要的部分是骨骼系统。

采用医学图像学技术，可获得真实的三维骨骼模型。

骨骼系统的建立中，需要对骨骼建模和配准、关节建模和虚拟肌肉建立等工作。

在建立肌肉系统的模型时，可以根据肌肉解剖学知识和生理学参数来选择最适合的肌肉坐标系和肌肉的力学参数。

2. 基于生物力学的肌肉模型生物力学是一门研究生物系统力学特性的交叉学科。

在肌肉建模上，通常采用的是基于生物力学的肌肉模型。

生物力学模型的基本假设是，肌肉是由一系列的肌肉纤维组成，并在各自的肌肉纤维上发生收缩。

生物力学肌肉模型还包括肌腱弹性和关节功能的描述。

3. 肌肉仿真分析对人体肌肉骨骼系统进行仿真分析是理解其生物力学行为和研究其动力学特性的关键。

在仿真分析中，可以利用三维骨骼和肌肉模型来模拟人体的各种姿势和运动。

通过采用动力学计算方法，可以获得人体肌肉骨骼系统的力学和动力学参数，并进一步分析和评估其生物力学性能。

4. 应用人体肌肉骨骼模型的建立和仿真分析已得到广泛应用。

在医学中，该技术被用于手术前的预测和评估、假肢的设计与优化等；在运动科学中，被用于运动员训练和竞技表现的分析、运动损伤的预防以及康复等；在人工智能技术中，还可以应用于虚拟现实的建模和仿真等领域。

结语总之，人体肌肉骨骼模型的建立和仿真分析在生物力学、医学、运动科学和人工智能等领域中都有广泛的应用价值。

通过这种技术的使用，我们可以更好地理解人体力学行为、优化相关器材的设计及改进、预防运动损伤以及促进康复等方面作出卓越的贡献。

学会在Blender中创建逼真的人体模型

学会在Blender中创建逼真的人体模型Blender是一款强大的开源3D建模软件，它提供了丰富的工具和功能，可以用来创建逼真的人体模型。

在本教程中，我将向您介绍一些Blender中创建逼真人体模型的技巧和步骤。

第一步：进行准备工作在开始之前，确保您已经安装了最新版本的Blender。

您可以从官方网站下载并安装它。

第二步：模型基础在开始创建人体模型之前，了解人体的基本解剖结构是很重要的。

透视人体骨骼结构、关节和肌肉是Blender中创建逼真模型的关键。

首先，我们要设置正确的单位。

选择"Scene"选项卡，在"Units"部分，将单位设置为厘米或者其他适合您的测量单位。

接下来，我们要使用基本的几何形状构建人体的主要部位，比如头部、躯干、腿和手臂等。

使用Blender的基本几何图形，如球体、立方体和圆柱体等，来创建这些部位的初步形状。

可以在"Add"选项中找到这些基本几何图形。

第三步：细化模型一旦您创建了基本部位的初步形状，接下来的步骤是细化模型的细节。

使用Blender的各种细分和修改工具，来调整每个部位的形状、大小和位置。

可以使用S（Scale）, R（Rotate）和G（Translate）功能来调整模型的形状，并使用细分工具（Subdivide）来增加模型的细节。

掌握这些工具的使用将有助于您创建更加逼真的人体模型。

第四步：建立骨架创建一副逼真的人体模型，需要按照人体的骨架结构来建立骨骼系统。

在Blender中，您可以使用"Armature"工具创建骨架。

选择"Add"选项卡中的"Armature"，然后从头部开始，一步一步地创建骨架，并沿着身体的主要部位延伸。

确保每个关节都连接正确，并参考人体解剖学来确保每个骨头的位置和比例是合理的。

第五步：定点绑定完成骨架后，我们需要将模型的顶点与骨骼连接起来，以实现模型的真实变形。

体外重建人体皮肤模型刺激试验的验证

确预测和分类的要求。
２３重建皮肤模型特征的分析．重建皮肤模型的特征分析重点应放在组织形
到的目标值，也即当评估使用参考物质最小清单
时，实验方法应满足的标准。
态、脂质组成和屏障功能等方面。２３１形态特征分析．．除常规组织学技术外，还可以采用分子生物学技术或免疫组化技术分析细胞分
３１实验方法的科学原理和局限性．皮肤刺激的发生是由于刺激物质破坏皮肤角质Ｊ拜障进入表皮层，并且对底层细胞产生细胞毒性，
而细胞培养与组织重建技术的发展使得体外制备的皮肤替代模型具有与体内相似的组织结构和屏障功能【。这样就可以在体外进行皮肤刺激性的测试和其它相关研究。而且与单层细胞不同，３皮肤模Ｄ
脂类进行半定量分析是一项有效简便的方法。
围为４８ｈ８７ｈ。ＥＩＫＩＭ模型用ＳＳ作用．～．ＰＳＮ丁Ｌ
１，均Ｉ５为２３／，受范围为１／～８平ｈＣ０．ｍｇｍｌ接２．ｍｇ０ｍｌ
性，关键步骤描述和质量控制，这些内容可以确
保新方法所基于的原理和预期目的相一致。要素二是参考化学物清单，用于评价实验方法的准确性和
可靠性。要素三是可靠性和预测能力（确性）准应达
特定毒理学终点的测试，如应用于皮肤光毒性、皮肤刺激性或皮肤吸收时应满足对己知化学物质正

个性化三维人体OBJ模型文件的构建

据，将这些数据重建得到人体模型“ 。但是利用三
等领域有一定的应用前景。
第２９卷第ｌＯ期
２００８年１０月
纺
织
学报
Hale Waihona Puke Ｖｏ．９Ｎｏ．０１２１０ｃ．ｔ２ｏ０８
ＪｕｎａｆＴｘｉｅＲｅｅｒｈｏｒｌｏｅｔｓａｃｌ
文章编号：２３９２（０８１ —１７００５ —７１２０）００２ —５
ＡｂｔａｔＦｒｔｐｏｅｓｎｆ３Ｄｏｙｓａａａｉａｒｅｕｈｏｇｎｌｚｎｈａａｆｌｔｕｔｒｓｒｃｏｍａｒｃｓｉｇｏ－ｂｄｃｎｄｔｓｃｒｉｄｏｔｔｒｕｈａａｙｉｇｔｅｄｔｅｓｒｃｕｅ，ｉａｄｔｅｋｙａａｏｎｓｆｅｃｈｅａｃｉａｌｖｌｒｅｔａｔｄ．ＴｅｍｐｏｅＤｅａｎｙｒａｇｌｔｎｎｈｎｅｄｔｐｉｔｏａｈｉｒｒｈｃｌｅｅａｅｘｒｃｅｈｉｒｖｄｌｕａｔｉｎｕａｉｏ
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混Ⅲ假人、GHBMC人体模型以及中国人体模型的正碰损伤差异

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数字化虚拟人体研究ppt课件

2. 数字人体的基本技术
– 虚拟技术 – 海量数据的处理技术 – 数字人体的数值模拟技术
标准”人体标本。
➢ 年龄和健康两个基本的标准化指标。 ✓ 美国VHP男性标本是39岁，且生前曾因病手术切除过左睾丸和阑
尾；女性标本已经59岁，生殖系统已萎缩，VHP标本存在明显缺陷。
✓我国VCH25项指标的标准化评价体系。VCHⅠ号28岁的汉族
健康男性，2002年4月意外死亡，自愿捐献尸体做科学研究，祖籍湖南，身高1.66米，体重58公斤，没有任何传染病和
第6章数字化虚拟人体研究
1
数字化虚拟人体的研究概况
• 数字化虚拟人体的科学含义
– 钟世镇教授：所谓“数字化虚拟人体，是将人体结构及其功能数字化，通过计算机技术，在计算机屏幕上显示可视的、仿真的模拟人体。”
– 通过现代信息技术对真人尸体进行数字化处理，从而构建与真人相同的组织形态、功能结构，实现人体从分子到细胞、组织、器官和整个人体的精确模拟的信息系统。
3d重建和立体定位技术迚行脑部肿瘤的虚拟切除手术的研究?北京同仁医院韩德民教授应用vchf1数据集对耳鼻喉解剖结构迚行了3d重建?解放军总医院卢世壁院士利用数据集构建了人体关节功能的三维虚拟图像系统对骨组织结构的三维显微结构迚行分析和骨小梁数字信息的筛选?厦门大学王博亮教授构建了中国人虚拟眼系统14?上海交通大学庄天戈教授根据中医的理论将腧穴融入到由vhp数据集和汉堡大学的voxelman三维体视系统所开发的人体模拟系统中基本实现了腧穴的形态和细微结构的分割定义和体视化?上海中医药大学余安胜教授运用断层数据集开发了虚拟的中国针灷穴位人的三维图像数据库和3d重建软件?田捷研究员等开发了一个开放的跨平台的和具有一致编程接口的三维医学图像处理软件包mitk

《全新3D人体解剖图》笔记

《全新3D人体解剖图》读书笔记目录一、书籍概述 (2)1. 背景介绍 (3)2. 作者介绍 (3)3. 书籍内容概述 (4)二、解剖学基础知识 (5)1. 人体解剖学的定义与重要性 (6)2. 人体解剖结构的基本概述 (7)3. 人体解剖结构术语简介 (9)三、全新3D人体解剖图介绍 (10)1. 图书特色与亮点 (11)2. 3D人体解剖图的优势 (12)3. 书籍的使用方法和技巧 (13)四、书籍内容与深度分析 (14)1. 骨骼系统分析 (15)2. 肌肉系统解析 (16)3. 循环系统研究 (17)4. 呼吸系统探讨等 (18)五、书中疑难问题解析 (19)1. 对于初次接触解剖学的学习者的建议与难点解答 (21)2. 图书中的关键术语和复杂概念的解读与解析过程分享等 (21)一、书籍概述《全新3D人体解剖图》是一本基于最新科技和传统医学知识相结合的解剖学著作。

这本书的主题聚焦于通过3D图像技术来展示详尽而精确的人体解剖信息。

本书内容全面，涵盖了从骨骼结构到肌肉组织，从神经系统到循环系统的全方位解析。

本书的特色在于其创新性使用3D图像，为读者提供了一种全新且生动的方式来理解和研究人体结构。

这不仅使得医学学生和专业人士更容易理解复杂的解剖结构，也为大众读者提供了深入了解自身身体的渠道。

在书籍的开篇，作者介绍了本书的背景和目的，强调了随着科技的发展，尤其是3D打印和数字化技术的普及，人们对于人体解剖学的理解也在不断深化。

这本书便是这一时代背景下的产物，旨在通过直观、立体的图像，让读者对人体结构有更深入的认识。

作者详细概述了本书的主要内容，包括各个系统的解剖结构、功能以及它们之间的相互关系。

还介绍了本书的一些特色内容，如交互式3D图像的使用指南，以及一些实用的学习建议。

从书籍的整体结构来看，《全新3D人体解剖图》不仅是一本医学专业的参考书，也是一本适合大众读者的科普读物。

它融合了专业知识与通俗易懂的内容，使得复杂的医学知识变得容易理解。