1.一种基于牙体长轴的质点弹簧模型的牙龈变形仿真方法,包括如下步骤:(1)确定牙龈模型;
(2)计算出牙体长轴的位置;
(3)存储质点的初始位置、邻接点以及它对应于牙体长轴的映射点等信息;
(4)确定每一个时间步长内即每次迭代中质点的位置、速度和受力;
(5)当拖动牙冠时,根据移动矩阵计算牙体长轴的新位置;
(6)判断停止条件,输出仿真结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于牙体长轴的质点弹簧模型的牙龈变形仿真方法,其特征在于,所述步骤(1)中的牙龈模型是根据过渡区域的网格曲率差,生成一条牙齿与牙龈的分割线,作为变形模型的主动点,向外扩展N层的面片组成变形牙龈区域为形变区域,最外层的小球组成约束点,从而形成牙龈模型。
3.根据权利要求2所述的一种基于牙体长轴的质点弹簧模型的牙龈变形仿真方法,其特征在于,向外扩展层数N=8。
4.根据权利要求1所述的一种基于牙体长轴的质点弹簧模型的牙龈变形仿真方法,其特征在于,所述步骤(2)中的牙体长轴是一条垂直穿过牙体即牙冠和牙根中心的假想直线。
5.根据权利要求1所述的一种基于牙体长轴的质点弹簧模型的牙龈变形仿真方法,其特征在于,所述步骤(3)中将网格模型中三角面片的顶点作为质点,边作为连接质点的弹簧;再建立变形区域网格模型顶点与牙体长轴之间的映射,且该映射关系在变形过程中保持不变;将质点向牙体长轴垂直投影的点作为弹簧的另一端,从而建立牙龈与牙体长轴之间的体弹簧。
6.根据权利要求1所述的一种基于牙体长轴的质点弹簧模型的牙龈变形仿真方法,其特征在于,所述步骤(4)计算出质点的位置、速度和受力;根据隐式欧拉求精确值的质点弹簧模型快速模拟方法,结合已知质点在t时刻在位置xt、速度vt和受力ft,计算出质点在t+h时刻的位置xt+h、速度vt+h和受力ft+h,其中h为时间步长;则隐式欧拉的表达式为:xt+h=xt+hVt+h
同理由隐式欧拉的表达式可得:
Vt+h=vt+hm-1ft+h
两边同乘以h得hvt+h-hvt=h2m-1ft+h,和上式对比得:xt+h-2xt+xt-h=h2m-1ft+h则受力为:
7.根据权利要求1所述的一种基于牙体长轴的质点弹簧模型的牙龈变形仿真方法,其特征在于,所述步骤(6)中的停止条件是质点的速度或位移量小于给定值;当停止条件不满足时,则计算体弹簧的形变量。