骨骼模拟实验装置

① 苦恼的不能再苦恼的面部骨骼，怎么解决

你好？在韩国整形界里数一数二的原 *辰整形表示对面部骨骼很有资深经验，要是做面部轮廓会通过模拟实验装置确认手术后软组织的变化状态，预测取得满意效果后才进行面部轮廓手术的，面部轮廓是一般整形美容界里说的为了改善脸部线条二做的一项项目，一般做完后脸盘会变小，希望你能够采纳哦~~~~

② 人体外骨骼这种高科技，它的原理是什么

通过传感器和复信息处理器制的共同处理，最后能传输出能量。

人体外骨骼或称动力外骨骼是一种由钢铁的框架构成并且可让人穿上的机器装置，这个装备可以提供额外能量来供四肢运动。别称：强化服、动力服（Power Suit）、动力装甲（Power armor或Powered armor）等。凭借这套“服装”，人类就可以成为所谓的“铁人”。

动力外骨骼更倾向于军用，除了能够增强人体能力的这一基本功能外，还要具有良好的防护性、对复杂环境的适应性以及辅助火力、通信、侦查支持等军用功能。

(2)骨骼模拟实验装置扩展阅读

动力服——

动力服是设计成用来保护穿戴者的，例如为了保护士兵或建筑工而设计，或设计用来进行救援身处险境的人员上。广泛一些的用途则是用来做为义肢与帮助老弱者行动。

其它的用途则是用来进行救援行动，就像在一栋要倒塌的建筑物里，这个装置可以提供给工人很大的力量来举起重物，同时保护它不被落下的碎石砸伤。在日本，有银行为需常搬运沉重钞票及硬币的员工配备外骨骼，以降低身体负担。

③ 单兵外骨骼原理

单兵外骨骼在设计原理上被分为动力外骨骼和被动式外骨骼两种，前者顾名思义具有助力能力，能通过电动马达、气动装置、控制杆、液压等机械装置来增强四肢力量和提高人体耐力，是单兵外骨骼研发的终极目标，也是科幻电影最乐于表现的一种装置。

在7月的中国军民融合技术装备博览会，中国兵器工业集团公司首次展示了一种动力外骨骼系统，可帮助士兵背负35千克和搬运50千克的物品，适用于单兵高原负重巡逻、山地巡逻和单兵侦察等任务，显示出我国在动力外骨骼的研制上已经居于世界领先水平。

(3)骨骼模拟实验装置扩展阅读：

中国单兵外骨骼系统模拟 额定背负：负荷35公斤

额定搬运：负荷50公斤

额定背负负荷35公斤情况下，平地步速4.5公里/小时，平地行走续航里程20公里。

202所依托兵器集团研发实力，其外骨骼在系统完成度上明显要略胜一筹。202所研制的外骨骼系统完成度较高，已经基本超越原理样机和工程样机的阶段。202所的外骨骼系统能够做出一些诸如地面匍匐等较为复杂的动作，在安装上前向搬运辅助装置后，还能举起50公斤重物。

④ cctv10 里面讲述那些动物打斗的骨骼运动情况那些模拟的东西是叫什么啊外国的，翻译过来的

栏目是科学世界.
讲述在实验室里模拟动物之间打斗的情况.然后把数据输入电脑分析.得出结果.还原动物打斗的画面.
好象是动物格斗模拟装置

⑤ 观察人体骨骼的实验报告格式

格式:实验题目 一、目的要求 二、实验用具 三、实验内容 四、观察步骤 五、作业： 1、绘图（图、图注、图上各结构注释） 2、思考题 实验一 骨骼系统的观察 一、实验目的： 1. 熟悉鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类中轴骨的名称、形态特征及构造。 2. 熟悉鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类四肢骨的名称、形态特征。 二、实验要求： 掌握5种代表性动物的基本骨骼名称、形态构造特征。 三、实验材料和用具： 鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类的骨骼标本或模型； 鲤鱼、蟾蜍、鸡和家兔离散脊椎标本； 各类动物头骨标本； 解剖盘、解剖镊 实验内容： 1．观察鲤鱼、蟾蜍、蜥蜴、鸡和兔的躯干骨、头骨及其连结的形态、位置、相互关系。 2．观察鲤鱼、蟾蜍、蜥蜴、鸡和兔的四肢骨及其连结的形态、位置、相互关系。

⑥ 如何做人体骨架模型

本文提供一种将骨架动作矢量映射到人体骨架模型的一种方法，通过输入各个骨骼的当前方向，反馈给骨架模型，这样就实现了动画的效果。实验开发工具是VC6.0在OpenGL平台上开发完成。

阅读对象：

假定读者已经熟悉OpenGL编程，就算不熟悉，只要了解基本的旋转，平移，堆栈操作就好。
假定读者已经了解基本的c++编程,其中需要了解递归的算法，递归的方法请参考一下数据结构吧。

制作过程：

第一步，3D模型准备

这一步骤的目的是提供分解的骨骼模型，它需要导出多个组成身体结构的文件，模型可以不用自己制作，只要到网上找找吧，应该很多，最好是是人体模型，如果用动物的模型也可以，不过需要自己定义映射骨架了，比如图中的骷髅模型是我从人体动画软件poser 5.0找到的。然后使用3d max 将身体的各个部位导出为3ds文件，这个步骤很简单，也不需要有什么3d max的基础。这里有一个小的技巧就是可以选中多个部分作为一个3ds模型导出，比如我需要将左右肩胛骨与脊椎骨肋骨作为同一个部分导出，这样可以将它命名为身体躯干(body)。这样我们就准备了各个3ds文件了，分别是:

身体躯干 BODY.3DS
头部 HEAD.3DS
左臂 LSHOULDER.3DS
右臂 RSHOULDER.3DS
左小臂 LELBOW.3DS
右小臂 RELBOW.3DS
左大腿 LTHIGH.3DS
右大腿 RTHIGH.3DS
左小腿 LFEET.3DS
右小腿 RFEET.3DS

这样这些组成部分就可以灵活的拼接出一个人体来了。

第二步，定义相关的核心数据结构

为了得到运动的各个身体部分数据信息，我们需要存储一些运动信息，主要有：
骨骼ID
骨骼关节的当前位置；r_x,r_y,r_z
骨骼之间的关系，例如手臂是躯干的延伸，而左小臂是左臂的延伸；PID,CID

我们可以通过下图来了解骨骼之间的结构关系

存放3ds文件位置；file_name_3ds
3ds模型的初始化方向；这个是比较抽象一点的概念，它是指从父节点指向子节点的方向，例如左小臂的初始位置是平放向下，那么对应的矢量就是 (-0.2,-1,0)

以下是数据结构部分:
class bone
{
public:
int y;
int x;
int r_z; //现实世界z坐标
int r_y;
int r_x;
int rotated_X; //旋转后的坐标
int rotated_Y;
int is_marked; //是否已经标记
int PID; //父节点
int CID; //子节点，目前针对轴关节和膝盖有效
float start_arc_x,end_arc_x; //相对父节点的x 左右方向转动角度限制
float start_arc_y,end_arc_y; //相对父节点的y 上下方向转动角度限制
float start_arc_z,end_arc_z; //相对父节点的z 前后方向转动角度限制
double LengthRatio;
char name[80]; //名称
char file_name_3ds[180]; //3ds文件名称
int ID;
bone(int ID,char *name,int PID);
virtual ~bone();
float bone_init_x,bone_init_y,bone_init_z; //初始化骨骼的矢量方向,3d max 模型
};

第三步，初始化骨架结构

在定义了bone的结构以后，我们定义一个skeleton类来在第一次初始化时加载这些结构，

obone = bone (2,"head",1); //定义一个bone
strcpy(obone.file_name_3ds,"head.3DS"); //设置它的3ds文件名
obone.bone_init_x = 0; //初始化骨骼的矢量方向
obone.bone_init_y = 1;
obone.bone_init_z = 0;
bonevec.push_back (obone); //放入vector结构,这里用到了STL编程技术中的vector

以下是实现的部分代码：
skelecton::skelecton()
{
float fy = 0.56f ;
float ftx = 0.19f;
float ffx = 0.08f;
bone obone = bone (1,"neck",0);
bonevec.push_back (obone);

obone = bone (2,"head",1);
strcpy(obone.file_name_3ds,"head.3DS");
obone.bone_init_x = 0;
obone.bone_init_y = 1;
obone.bone_init_z = 0;
bonevec.push_back (obone);

obone = bone (3,"rShoulder",1);
bonevec.push_back (obone);

obone = bone (4,"lShoulder",1);
bonevec.push_back (obone);

obone = bone (5,"rElbow",3);
strcpy(obone.file_name_3ds,"rShoulder.3DS");
obone.bone_init_x = fy;
obone.bone_init_y = -1;
obone.bone_init_z = 0;
obone.CID = 7;
bonevec.push_back (obone);

obone = bone (6,"lElbow",4);
strcpy(obone.file_name_3ds,"lShoulder.3DS");
obone.bone_init_x = -fy;
obone.bone_init_y = -1;
obone.bone_init_z = 0;
obone.CID = 8;
bonevec.push_back (obone);

//.............太长只给出部分的代码..........................
}

第四步，学习3ds公共的类CLoad3DS，可以用来载入显示模型

这个类是公用一个类，详细的类CLoad3DS的接口信息可以到一个open source项目里参考。http://scourge.sourceforge.net
http://scourge.sourceforge.net/api/3ds_8h-source.html
实际上在使用这个类时候，我做了一些修改，加了得到最大顶点的方法。这个在第五步会说明。

我们定义一个OpenGL的类来做模型控制类，负责载入模型，

CLoad3DS* m_3ds;

int OpenGL::Load3DS(int ID, char *filename)
{
if(m_3ds!=NULL) m_3ds->Init(filename,ID);
return 0;
}

然后在显示时候调用

int OpenGL::show3ds(int ID)
{
m_3ds->show3ds(ID,0,0,0,2);
return 0;
}

第五步，使用递归方法分层次载入模型

这里是重点的内容了，让我们思考一些问题，实现骨骼会随着输入的方向而改变方向，需要做那些事情呢？

首先针对一块骨骼来考虑：

第一，我们需要让骨骼绕着它的节点旋转到输入的方向上

第二，我们需要知道骨骼目前节点的位置，才能旋转。可是我们知道骨骼会跟着它的父骨骼转动的，例如左小臂会跟着左臂转动，当身体转动时左臂也会跟着身体转动的，这里看起来像是有一个父子连动的关系，所以当前节点的位置会与它的父骨骼有关，父骨骼转动的角度，子骨骼也必须转动，所以这里自然想到了递归模型了，至于如何存储这些转动过程呢，还好openGL提供了glPushMatrix();glPopMatrix();那么所有的子骨骼必须包含在父骨骼的glPushMatrix();glPopMatrix();好了，这个变成

//递归实现3d现实
int skelecton::Render_skeleton_3D(int ID)
{

glPushMatrix(); //开始记录堆栈
joint_point = pgl->get_joint_point(ID); //找到节点位置
glTranslatef(joint_point.x,joint_point.y,joint_point.z); //坐标移到节点位置
pgl->rotate_bone (vt1,vt2,vto); //旋转骨骼到指定的方向
glTranslatef(-joint_point.x,-joint_point.y,-joint_point.z);//坐标移回来
pgl->show3ds(ID); //显示模型

//遍历子节点
for (theIterator = bonevec.begin(); theIterator != bonevec.end(); theIterator++)
{
pbone = theIterator;
if((pbone->PID == ID) )
{
Render_skeleton_3D(pbone->ID); //递归调用
}
}

glPopMatrix(); //退出记录堆栈
}

剩下需要解决的问题就是如何找到节点位置。
寻找节点位置，我们看到上面代码 get_joint_point(ID)就是找到节点了，其实如果不追求高的准确度，我们可以假设每个模型的最高的点即为骨骼的节点，当然这个假设前提是人体模型是正面站立的，手臂自然垂下，这样可以近似认为每个模型的最高的点即为骨骼的节点,这样函数就很简单了，这个方法是修改了Cload3ds类的方法，如下：

Vector3f CLoad3DS::get_joint_point(int j0)
{
CVector3 LastPoint;
Vector3f vect;
LastPoint.y = -1000 ;
if(j0==2) LastPoint.y = 1000 ;//头部节点朝下

// 遍历模型中所有的对象
for(int l = 0; l < g_3DModel[j0].numOfObjects; l++)
{
if(g_3DModel[j0].pObject.size() <= 0) break;// 如果对象的大小小于0，则退出
t3DObject *pObject = &g_3DModel[j0].pObject[l];// 获得当前显示的对象

for(int j = 0; j < pObject->numOfFaces; j++) // 遍历所有的面
{
for(int tex = 0; tex < 3; tex++) // 遍历三角形的所有点
{
int index = pObject->pFaces[j].vertIndex[tex]; // 获得面对每个点的索引

if(j0==2)
{
if(pObject->pVerts[index].y < LastPoint.y )
LastPoint = pObject->pVerts[index];
}
else
{
if(pObject->pVerts[index].y > LastPoint.y )
LastPoint = pObject->pVerts[index];
}
}
}
}
vect.x = LastPoint.x ;
vect.y = LastPoint.y ;
vect.z = LastPoint.z ;
return vect;
}

比较特殊的是头部节点是通过脖子连接的，所以它是取最低的点。

现在解决最后的问题了，如何旋转了，具体来讲就是骨骼从原来自然的状态旋转到目前的方向，例如手臂从自然垂下变成抬起，垂下和抬起两个状态的矢量是不同的方向的，如何旋转呢? 这里就要用到了空间几何里的点积和叉积的概念了，简单来讲就是利用点积来求矢量夹角余弦,利用叉积来求两个矢量的法向量，如果你忘记了这些概念，可以回去参考一下高等数学书，这个连接也提供了一些资料，可以帮助理解http://www.gameres.com/Articles/Program/Visual/Other/shiliang.htm
然后呢，我们知道了两个矢量的夹角与它们的法向量，下面的事情就变得简单了，我们让骨骼原来的矢量以法向量为旋转轴，旋转一定角度，这个角度就是两个矢量的夹角，这样问题就解决了，所以这里的代码如下：

int OpenGL::rotate_bone(Vector3f vVector1, Vector3f vVector2, Vector3f vVectorOrgin)
{
Vector3f vt1 = Vector3f(vVector1.x,vVector1.y,vVector1.z);
Vector3f vt2 = Vector3f(vVector2.x,vVector2.y,vVector2.z);
Vector3f vt4 = vt2-vt1;

double arc12 = AngleBetweenVectors(vVectorOrgin,vt4);
double rarc12 = 180*arc12/pi;
float len= Distance(vt1,vt2);
Vector3f vt3 = Cross(vVectorOrgin,vt4);
glRotatef ((float)rarc12,vt3.x,vt3.y,vt3.z);

return 0;
}