Se crea un modelo esquelético realista de un caballo a partir de datos de tomografía computarizada equina que pueden manipularse para comprender el modelado funcional, anatómico y biomecánico de todo el cuerpo equino. La técnica permite un posicionamiento rápido y fácil del modelo para ayudar a caracterizar las diferentes posturas equinas. El modelo puede ayudar a caracterizar las posturas equinas asociadas con enfermedades degenerativas de los tejidos e identificar posturas que reducen las tensiones mecánicas.
El método se puede adaptar y modificar para ayudar en el modelado de otras especies con fines clínicos, como perros u otras actividades académicas como el modelado de transiciones evolutivas. Demostrando el procedimiento estará Alex Lee, un estudiante graduado del laboratorio de Osborn, que se muestra aquí con el Dr. Osborn. Comience colocando articulaciones gráficas dentro de la extremidad anterior en todas las áreas de movimiento.
Presione la tecla F3 para habilitar el conjunto de menús de rigging. En los menús, haga clic en Esqueleto y Crear articulaciones, para seleccionar la herramienta crear articulaciones. En el panel Ver del software, haga clic en las áreas aproximadas de las articulaciones del orden de uno a 10 y presione la tecla Enter.
Ajuste la posición de las articulaciones haciendo clic en la articulación deseada y utilizando la herramienta de movimiento, realizada presionando la tecla W para traducir la articulación a la posición deseada. Alternativamente, ajuste una articulación haciendo clic en la articulación deseada y alterando los valores Traducir X, Traducir Y y Traducir Z que se encuentran en el cuadro Canal o en el panel Editor de capas. A continuación, cree cinco identificadores cinemáticos inversos independientes.
En los menús, haga clic en Esqueleto y Crear identificador de IK para seleccionar la herramienta Crear identificador de IK. Con la herramienta Crear identificador IK, seleccione unir uno, luego unir tres y, a continuación, asigne a este identificador IK el nombre Front Leg IK"en el panel Contorno. Luego use la herramienta y seleccione la articulación tres y la articulación siete.
Asigne a este identificador IK el nombre Front Lower IK. Utilice la herramienta y seleccione las articulaciones siete y ocho y asigne a este mango IK el nombre Front Toe 1 IK. Repite el paso con las articulaciones ocho y nueve para crear el Front Toe 2 IK. Luego, con las uniones nueve y 10 para crear el front toe 3 IK.To crear controles de extremidad anterior, crear un círculo racional B-splines no uniforme, o NURBS, seleccionando Crear primitivas NURBS y Círculo. Cree dos círculos NURBS que rodeen la junta 3 y la articulación 10, y asígneles el nombre "Control frontal" y Control inferior frontal, respectivamente en el panel Delineador. Cree otro círculo NURBS y selecciónelo.
En el cuadro Canal o en el panel Editor de capas, cambie el valor Girar Z a 90. Con la herramienta de movimiento, colóquela en la punta de la junta 10 y asígnele el nombre "Front Flick Control" en el panel Delineador. Grupo Front Toe 1 IK, Front Toe 2 IK y Front Toe 3 IK mediante control seleccionando los tres y presionando la tecla G.
Asigne a este grupo el nombre "Front Toe Group" en el panel Delineador. Padre los mangos IK y el grupo de dedos delanteros a los controles, seleccionando primero el IK de la pata delantera y luego el control frontal y presionando la tecla P. Control seleccione el Control frontal inferior, luego el Control frontal y presione la tecla P.
Control seleccione el IK inferior delantero, luego el control inferior delantero y presione la tecla P. Control seleccione el Control de desplazamiento frontal, luego el Control inferior delantero y pulse la tecla P. Control seleccione el grupo de dedos delanteros, luego el control de desplazamiento frontal y presione la tecla P.
A continuación, utilice la herramienta Bind Skin para unir las mallas óseas a la plataforma articular. Seleccione la malla ósea y desplace la articulación más proximal, y use la herramienta Unir piel que se encuentra debajo de Piel y Unir piel. Con la herramienta Crear articulaciones, cree una articulación dentro de la malla ósea sesamoidea.
Con la herramienta Bind Skin, una la malla ósea sesamoidea a la articulación. Seleccione la articulación dentro del hueso sesamoideo y desplácese, seleccione la articulación de la extremidad anterior más cercana y presione la tecla P para criarla. Cree un plano NURBS con la longitud aproximadamente igual a la longitud de la columna vertebral.
Seleccione 1 para el parche U y el número de vértebras torácicas y lumbares para el parche V. Seleccione el cuadrado que se encuentra junto a la herramienta Crear plano en Crear primitivas NURBS y Plano. Para reconstruir el plano con opciones modificadas, pulse la tecla F2 para entrar en el conjunto de menús Modelado.
Seleccione el Plano en el panel Ver y seleccione la configuración de la herramienta Reconstruir seleccionando el cuadrado situado junto a la herramienta Reconstruir en Superficies y reconstruir. Seleccione el Número de Tramos U como 1, el Número de Tramos V como el número para el parche V y 1 Lineal para las opciones Grado U y Grado V. Mantenga la otra configuración predeterminada y presione el botón Reconstruir.
Para crear nHairs, presione la tecla F5 para ingresar al conjunto de menús FX. Utilice la herramienta Crear cabello con opciones modificadas seleccionando el cuadrado junto a nHair y Crear cabellos. Establezca la salida en curvas NURBS, recuento U en 1, recuento V en el número para el parche V y, a continuación, pulse el botón Crear pelos.
Elimine nucleus1, hairSystem1OutputCurves group y hairSystem1 en el panel Outliner. Expanda completamente el grupo etiquetado hairSystem1Follicles y elimine todos los elementos etiquetados con curva. Seleccione el plano y luego muévalo y oriente para que se superponga aproximadamente con la columna vertebral mediante las herramientas Mover y Rotar.
Seleccione el plano, mantenga pulsado el botón derecho del ratón y seleccione Vértice de control para que todos los vértices del plano sean visibles. Mueva los vértices para orientar los folículos entre las vértebras a la altura donde estaría la médula espinal. Cree varias juntas independientes en cualquier lugar del panel Ver.
La posición de estas articulaciones se corregirá en pasos posteriores. En el panel Delineador, seleccione una junta creada, luego Control seleccione un nurbsPlaneFollicle y presione la tecla P. Repita con las otras articulaciones creadas en el paso anterior y los otros objetos nurbsPlaneFollicle.
En el panel Delineador, Control seleccione todas las juntas. En el cuadro Canal o en el panel Cuadro capa, establezca traducir X, Y y Z en cero. Control seleccione todas las uniones en el panel Delineador y pulse las teclas Control y D para duplicarlas.
Controle seleccione todas las juntas duplicadas en el panel Delineador y presione las teclas Mayús y P para anularlas. Une las articulaciones bajo nurbsPlaneFollicle con su respectiva malla de vértebras presionando la tecla F3 para ingresar al conjunto de menús Rigging. Haga clic en la articulación original debajo de nurbsPlaneFollicle, Mayús seleccione la malla de vértebras respectiva.
A continuación, utilice la herramienta Bind Skin en Skin y Bind Skin. Repita estas acciones para cada malla articular y de vértebras. Controle, seleccione todas las articulaciones duplicadas y el plano y utilice la herramienta Enlazar piel para unir todas las articulaciones duplicadas al plano.
En el software de animación y modelado 3D, la columna vertebral de la cinta gráfica permite el movimiento natural de la columna vertebral ósea. El software muestra el modelo con las mallas óseas unidas al sistema de aparejo gráfico que permite controlar la posición de los esqueletos. El aparejo de cada extremidad con articulaciones permite el posicionamiento y la creación de movimiento utilizando articulaciones gráficas con números del 1 al 10 para las extremidades anteriores y articulaciones gráficas con números del 11 al 17 para las extremidades posteriores.
El modelo equino 3D se combinó con las fotos clásicas de Muybridge como prueba de concepto y para crear las primeras animaciones. El modelo se puede mover de una postura normal a varias posturas como una rotación transversal de la columna vertebral, lo que permite comprender la relación de las posturas con los regímenes de fuerza pathomecánica y la degeneración resultante de los elementos esqueléticos, articulaciones y tejidos blandos afectados. Los movimientos del modelo 4D se han comparado con videos de costado, espalda y frente para representar con mayor precisión el movimiento de la columna vertebral y con videos de caballos en la caminata, canter y trote para crear animaciones de esos pasos.
El estudio de la mecánica de todo el cuerpo es necesario para comprender los efectos de las enfermedades degenerativas de las articulaciones. Este modelo proporciona una forma de estudiar la relación entre el movimiento aberrante y las posturas y la degeneración tisular resultante. Este modelo equino único de cuerpo entero basado en datos de topografía computados permite el estudio de esta área de investigación y otras debido a su flexibilidad y capacidad de ser modificada por los usuarios para responder a sus preguntas específicas.
