Реалистичная скелетная модель лошади создается из данных компьютерной томографии лошадей, которыми можно манипулировать, чтобы понять функциональное, анатомическое и биомеханическое моделирование всего тела лошади. Техника позволяет быстро и легко позиционировать модель, чтобы помочь охарактеризовать различные позы лошадей. Модель может помочь охарактеризовать позы лошадей, связанные с дегенеративными заболеваниями тканей, и определить позы, которые уменьшают механические нагрузки.
Метод может быть адаптирован и модифицирован, чтобы помочь в моделировании других видов для клинических целей, таких как собаки или другие академические занятия, такие как моделирование эволюционных переходов. Продемонстрировать процедуру будет Алекс Ли, аспирант из лаборатории Осборна, показанный здесь с доктором Осборном. Начните с размещения графических суставов внутри передней конечности во всех областях движения.
Нажмите клавишу F3, чтобы включить набор меню такелажа. В меню выберите Скелет и Создать суставы, чтобы выбрать инструмент создания суставов. На панели Вид программного обеспечения щелкните в приблизительных областях стыков порядка от одного до 10 и нажмите клавишу ввода.
Отрегулируйте положение суставов, нажав на нужный сустав и используя инструмент перемещения, выполненный нажатием клавиши W, чтобы перевести сустав в нужное положение. Кроме того, можно настроить соединение, щелкнув нужное соединение и изменив значения Translate X, Translate Y и Translate Z, найденные в поле «Канал» или на панели редактора «Слой». Затем создайте пять отдельных обратных кинематических маркеров.
В меню выберите Скелет и Создать маркер ОК, чтобы выбрать инструмент Создать маркер ОК. С помощью инструмента «Создать рукоятку ОК» выберите «Соедините один», затем соедините три и назовите этот маркер IK «Передняя нога IK» на панели «Контур». Затем используйте инструмент и выберите соединение три и соединение семь.
Назовите этот маркер IK, Передний нижний IK. Используйте инструмент и выберите соединения семь и восемь и назовите этот маркер IK, Front Toe 1 IK. Повторите шаг с суставами восемь и девять, чтобы создать Front Toe 2 IK. Затем с помощью соединений девять и 10 для создания Front Toe 3 IK.To создать элементы управления передними конечностями, создать неоднородные рациональные B-сплайны, или NURBS, круг, выбрав Создать примитивы NURBS и Круг. Создайте два круга NURBS, окружающие соединение 3 и соединение 10, и назовите их «Передний контроль» и «Передний нижний элемент управления» соответственно на панели Outliner. Создайте еще один круг NURBS и выберите его.
В поле «Канал» или на панели редактора «Слой» измените значение параметра «Повернуть Z» на 90. С помощью инструмента «Перемещение» поместите его на кончик сустава 10 и назовите его «Управление передним движением» на панели «Контур». Сгруппируйте передний носок 1 IK, передний носок 2 IK и передний носок 3 IK, выбрав все три и нажав клавишу G.
Назовите эту группу «Группа передних пальцев ног» на панели «Контур». Сопоставьте ручки ОК и группу передних пальцев ног к элементам управления, сначала выбрав ОК передней ножки, затем передний элемент управления и нажав клавишу P. Элемент управления выберите Передний нижний элемент управления, затем Передний элемент управления и нажмите клавишу P.
Элемент управления выберите передний нижний IK, затем передний нижний элемент управления и нажмите клавишу P. Элемент управления выберите элемент управления «Передний пролистывание», затем «Передний нижний элемент управления» и нажмите клавишу P. Элемент управления выберите группу передних пальцев ног, затем элемент управления пролистыванием передней части и нажмите клавишу P.
Затем используйте инструмент Bind Skin, чтобы связать костные сетки с суставной установкой. Выберите костную сетку, выберите наиболее проксимальный сустав и используйте инструмент «Связать кожу», который находится в разделе «Кожа» и «Связать кожу». С помощью инструмента «Создать суставы» создайте сустав внутри сесамовидной костной сетки.
С помощью инструмента Bind Skin привяжите сесамовидную костную сетку к суставу. Выберите сустав внутри сесамовидной кости и сместите, выберите ближайший сустав передней конечности и нажмите клавишу P, чтобы передать его. Создайте плоскость NURBS с длиной, примерно равной длине позвоночника.
Выберите 1 для U пластыря и количество грудных и поясничных позвонков для V-пластыря. Выделите квадрат рядом с инструментом «Создать плоскость» в разделах «Создать примитивы NURBS» и «Плоскость». Чтобы перестроить самолет с измененными параметрами, нажмите клавишу F2, чтобы войти в набор меню Моделирование.
Выберите «Плоскость» на панели «Вид» и выберите параметры инструмента «Перестроить», щелкнув квадрат рядом с инструментом «Перестроить» в разделе «Поверхности и перестроить». Выберите Число диапазонов U как 1, Число диапазонов V в качестве числа для исправления V и 1 Линейный для параметров Градус U и Градус V. Оставьте остальные настройки по умолчанию и нажмите кнопку Перестроить.
Чтобы создать nHairs, нажмите клавишу F5, чтобы войти в набор меню FX. Используйте инструмент «Создать волосы» с измененными параметрами, выбрав квадрат рядом с nHair и «Создать волосы». Установите выходные данные в кривые NURBS, U count равны 1, V count в число для V патча, затем нажмите кнопку Create Hairs .
Удалите группу nucleus1, hairSystem1OutputCurves и hairSystem1 на панели «Контур». Полностью разверните группу с меткой hairSystem1Follicles и удалите все элементы, помеченные кривой. Выделите плоскость, затем переместите и наведите ее так, чтобы она примерно перекрывалась с корешком, с помощью инструментов «Перемещение» и «Поворот».
Выделите плоскость, удерживайте правую кнопку мыши и выберите Control Vertex, чтобы сделать видимыми все вершины плоскости. Переместите вершины, чтобы сориентировать фолликулы между позвонками на высоте, где будет спинной мозг. Создайте несколько отдельных соединений в любом месте панели «Вид».
Положение этих суставов будет исправлено на последующих этапах. На панели Outliner выберите созданное соединение, затем Control выберите nurbsPlaneFollicle и нажмите клавишу P. Повторите с другими соединениями, созданными на предыдущем шаге, и другими объектами nurbsPlaneFollicle.
На панели «Контур» в разделе «Управление» выберите все соединения. В поле «Канал» или «Слой» установите для параметров «Перевести X, Y и Z» значение нуля. Элемент управления, выберите все соединения на панели Outliner и нажмите клавиши Control и D, чтобы дублировать их.
Элемент управления, выделите все дубликаты соединений на панели Outliner и нажмите клавиши Shift и P, чтобы удалить их. Свяжите суставы под nurbsPlaneFollicle соответствующей сеткой позвонков, нажав клавишу F3, чтобы войти в набор меню Rigging. Нажмите на исходный сустав под nurbsPlaneFollicle, Shift выберите соответствующую сетку позвонка.
Затем используйте инструмент «Связать кожу» под кожей и «Связать кожу». Повторите эти действия для каждого сустава и сетки позвонков. Управление выделением всех дублирующихся соединений и плоскости и использование инструмента Bind Skin для привязки всех дублирующихся соединений к плоскости.
В программном обеспечении для 3D-анимации и моделирования графическая лента позвоночника обеспечивает естественное движение костного отдела позвоночника. Программа отображает модель с костными сетками, прикрепленными к графической такелажной системе, что позволяет контролировать положение скелетов. Оснастка каждой конечности суставами позволяет позиционировать и создавать движения с помощью графических суставов с номерами от 1 до 10 для передних конечностей и графических суставов с номерами от 11 до 17 для задних конечностей.
3D-модель лошадей была сопоставлена с классическими фотографиями Мейбриджа в качестве доказательства концепции и создания первых анимаций. Модель может быть перемещена из нормальной позы в различные позы, такие как поперечное вращение позвоночника, что позволяет понять связь поз с патомеханическими силовыми режимами и результирующей дегенерацией пораженных скелетных элементов, суставов и мягких тканей. Движения 4D-модели сравнивались с видео сбоку, сзади и спереди, чтобы более точно изобразить движение позвоночника, и с видео лошадей на прогулке, кантере и рыси для создания анимации этих походок.
Изучение механики всего тела необходимо для понимания последствий дегенеративных заболеваний суставов. Эта модель обеспечивает способ изучения взаимосвязи между аберрантными движениями и позами и результирующей дегенерацией тканей. Эта уникальная модель лошадей всего тела, основанная на данных компьютерной топографии, позволяет изучать эту область исследований и другие области из-за ее гибкости и способности быть измененными пользователями для ответа на их конкретные вопросы.
