The subject of simulating internal organs is a valuable and important topic of research to multiple fields from medical analysis to education and training. This paper presents a solution that utilizes a graphical technique in combination with a Stochastic method for tuning an active physics-based model. We generate responsive interactive organ animations with regional properties (i.e., areas of the model oscillating with different harmonic frequencies) to reproduce and capture real-world characteristics. Our method builds upon biological and physical discoveries to procedurally generate internally controlled rhythmic motions but also enable the solution to be interactive and adaptive. We briefly review deformation models for medical simulations and investigate the impediments to combining 'computergraphics' representations with biomechanical models. Finally, we present a lightweight solution that is scalable and able to procedurally generate large organ animations. In particular, simplified geometric representations of deformable structures that use periodic coupled forces to drive themselves.


翻译:模拟内部器官的研究对于从医学分析到教育培训的多个领域都是一个有价值且重要的课题。本文提出了一种结合图形技术与随机方法的解决方案,用于调整主动物理模型。我们生成了具有区域特性(即模型不同区域以不同谐波频率振荡)的响应式交互器官动画,以再现并捕捉真实器官的特征。该方法基于生物学和物理学的发现,不仅程序化生成了内部控制的节律性运动,还使解决方案具备交互性和自适应性。我们简要回顾了医学模拟中的变形模型,并探究了“计算机图形学”表示与生物力学模型结合的障碍。最后,我们提出了一种轻量级、可扩展且能程序化生成大规模器官动画的解决方案。该方案特别利用周期性耦合力驱动自身的简化可变形结构几何表示。

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