Jurnal image-based orientasi penyesuaian nyata maupun virtual sistem antara hati

Abstrak

Semasa melihat empat warna,kita mengendalikan hati maya untuk pertindihan hati sebenarnya.piksel hijau bermaksud bahwa hati sebenar wujud disepanjangan kedalam (Z) arahnya,piksel merah bermaksud bahwa hati maya wujud disepanjang kedalaman (Z) arahnya,piksel kuning bermaksud bahwa mereka adalah bertindih dalam satah XY,dan piksel biru bermaksud permukaan hati nyata dan maya kebetulan dalam ruang XYZ itu,Tambahan pula,kita membandingkan tetikus normal dan angkasa navigator(3D tetikus intuitif dengan 6 darijah kebebasan) bagi pelarasan diatas.

1.Grafika komputer 3D (Inggris: 3D Computer graphics) adalah representasi dari data geometrik 3 dimensi sebagai hasil dari pemrosesan dan pemberian efek cahaya terhadap grafika komputer 2D. Hasil ini kadang kala ditampilkan secara waktu nyata (real time) untuk keperluan simulasi. Secara umum prinsip yang dipakai adalah mirip dengan grafika komputer 2D, dalam hal: penggunaan algoritme, grafika vektor, model frame kawat (wire frame model), dan grafika rasternya.

Grafika komputer 3D sering disebut sebagai model 3D. Namun, model 3D ini lebih menekankan pada representasi matematis untuk objek 3 dimensi. Data matematis ini belum bisa dikatakan sebagai gambar grafis hingga saat ditampilkan secara visual pada layar komputer atau printer. Proses penampilan suatu model matematis ke bentuk citra 2 D biasanya dikenal dengan proses 3D rendering.

2. Transformasi Matrix

Grafika komputer 3D menggunakan matriks 4x4 untuk mengubah dan mentayangkan model 3D dalam bentuk citra 2D. Grafika komputer 3D memiliki 5 jenis dasar matriks transformasi:

    Matriks model (Model matrix): Menyimpan orientasi dan posisi model relatif terhadap suatu posisi.

    Matriks pandangan (View matrix): Menyimpan transformasi pandangan relatif terhadap posisi asal (yang bernilai (0,0,0)).

    Matriks proyeksi (Projection matrix): Menyimpan transformasi untuk mengubah ruang 3D menjadi citra 2D, dan sebaliknya.

    Matriks dunia (World matrix): Menyimpan orientasi dan posisi suatu posisi relatif terhadap posisi asal.

    Matriks lokal (Local matrix): Menyimpan orientasi dan posisi suatu posisi relatif terhadap suatu posisi lain.

Saat penayangan citra, kamera pandangan digunakan sebagai kerangka acuan ruang maya. Apabila kamera harus berpindah (translate) sejarak +10 unit di Poros-Z, maka seluruh model di ruang maya harus berpindah -10 di Poros-Z. Jadi, kamera sebenarnya tidak berpindah, melainkan ruang maya yang berpindah. Setiap benda (termasuk kamera) grafika komputer mempunyai matriks model yang menyimpan posisi dan orientasi model. Sementara, kamera juga memiliki matriks pandangan dan proyeksi. Matriks dunia dan matriks lokal tidak wajib diperlukan, dan bisa dianggap bernilai identitas.

3. FUNGSI PENGENDALIAN

a.       Virtual & Real 2D Kedalaman Gambar & Model 3D

Hati pasien ditangkap sebagai DICOM oleh MRI / CT, dan DICOM diubah menjadi polyhedron dengan format STL (Gambar 1 (b)). Ini digunakan sebagai hati virtual dalam penelitian ini. Kedua, STL dicetak sebagai hati nyata plastik oleh printer 3D (Gambar 1 (d)). Ini digunakan sebagai hati asli dalam penelitian kami. Untuk tumpang tindih permukaan 3D virtual dan hati nyata, kami menggunakan 2D dan gambar kedalaman ditangkap gambar (Gambar 1 (a) dan 1 (c)).

 

b.      operasi alat penelitian ini

untuk mengoperasikan sebuah virtual hati, kita menggunakan bahan normal 2d tikus dan 3d tikus yang memiliki ruang navigator 6-degrees-of-freedom.Menggunakan ruang navigator, kita memilih memperbesar, pan / kiri kanan, pan / naik turun, miring, berputar, roll dengan sendirinya ( gambar 3d di ruang 2 ). ~

* zoom: bergerak sebuah virtual makanannya sumbu z ( kedalaman arah ) .

 * pan kiri / ke kanan dan ke kiri bergerak sebuah virtual makanannya sumbu x .

* pan up / turun. bergerak sebuah virtual makanannya sumbu y .

 * miring: sebuah virtual hati adalah berputar pada sumbu x .

* berputar: sebuah virtual hati adalah berputar pada sumbu y .

* roll: sebuah virtual hati adalah berputar pada sumbu z . ~

c.        Banyak Item Kontrol

Sistem kami dapat dikontrol oleh tampilan PC di ruang operasi bedah (Gambar 3). Di layar, pertama-tama kita memilih titik pandang kamera kedalaman Kinect v1 (Gambar 4), dan kedua memilih wilayah XY


 

dan Z (kedalaman) interval yang ditangkap oleh kamera kedalaman (Gambar 5). Selanjutnya untuk memilih daerah dan interval tepat, kami menggunakan jendela numerik (Gambar 6) untuk memilih koordinat untuk wilayah XY yang memadai dan interval Z (kedalaman) termasuk hati yang sesungguhnya di ruang operasi bedah.

 

4. Aliran Penyesuaian

Hati virtual, serangkaian aliran sampai penyesuaian dengan model hati adalah sebagai berikut.

1.      Dengan mengubah panah arah di penampil, sudut pandang diubah secara fleksibel (Jika perlu, kami menggunakan item Zoom untuk memperbesar hati virtual di mana kita dapat melihat dengan mudah).

2. Sambil menonton jendela yang dijelaskan pada Gambar

8 (a), hati virtual dikendalikan oleh normal 2D mouse dan mouse Space Navigator 3D. Pada setiap piksel, hati virtual diwakili oleh warna merah, dan hati nyata lainnya diwakili oleh hijau, tumpang tindih nyata dan virtual hati di XY-pesawat diwakili oleh kuning, dan bahwa di XYZ-ruang diwakili oleh biru (Gambar 9). Akhirnya, kami juga menunjukkan rasio tumpang tindih (jumlah piksel biru) / (jumlah piksel merah) * 100 sebagai persentase di jendela yang ditunjukkan pada Gambar 8 (b).

Tabel 1 Pengembang tumpang tindih hati virtual dengan yang asli di sistem kami.

	Developer	Mouse	Space Navigator
	Time (minute)	2:23	1:26
	Accuracy (%)	85	95

 

Tabel 2 Beberapa pengguna tumpang tindih hati virtual dengan yang asli di sistem kami dalam 3 menit.

	User	Mouse	SN before training	SN after training
	A	63%	72%	85%
	B	71%	46%	72%
	C	55%	62%	92%
	D	67%	59%	94%

5.0 HASIL EKSPERIMENTAL

Pada bagian ini, kami menjelaskan waktu operasi dan ketepatan bertepatan dalam pengembang percobaan tinggi dan beberapa pengguna umum. Untuk tujuan ini, kami menyiapkan serangkaian operasi untuk tumpang tindih hati virtual dengan hati nyata yang sesuai seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10. Kemudian, urutan operasi ini dilanjutkan sampai rasio tumpang tindih menjadi cukup tinggi. Uji coba ini dicapai oleh pengembang sistem ini sebagai ahli, dan berturut-turut secara individual dicapai oleh empat pemula. Kecepatan dan akurasi operasi mereka ditunjukkan pada Tabel 1 dan 2.

Seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1, pengembang dengan banyak eksperimen menggunakan mouse 2D normal dan mouse Space Navigator 3D, dan akibatnya ia dengan cepat tumpang tindih dengan permukaan 3D nyata dan hati virtual dengan akurasi tinggi. Oleh karena itu, jika seseorang dengan banyak pengalaman mengoperasikan tugas seperti itu, mouse 3D lebih baik daripada mouse 2D b Space Navigator mencapai tugas yang sama. Awalnya, beberapa dari mereka bertanya-tanya Navigator Ruang Mouse 3D yang intuitif. Namun setelah mereka mendapat banyak pengalaman Space Navigator, hampir semua orang mencapai tugas yang sama lebih cepat dan tepat.

berkenaan dengan kecepatan dan presisi. Pada Tabel 2, beberapa orang tanpa percobaan.

6.0 KESIMPULAN

Dalam tulisan ini, kami mengusulkan sistem penyesuaian posisi / orientasi awal yang cerdas. Sistem ini digunakan dengan mencocokkan kedalaman kedalaman gambar dalam GPU. Dengan menggunakan pemrosesan paralel GPU, pencocokan berdasarkan empat kontrol warna cukup cepat. Selain itu, agar seorang manusia (dokter) dapat melapisi permukaan hati yang nyata dan virtual dengan mudah, kami menguji perangkat pengarah 3D Space Navigator. Ini lebih baik daripada mouse 2D biasa setelah manusia (dokter) mendapat berbagai eksperimen operasi 3D.

Pengakuan

Hal ini didukung sebagian oleh Hibah-in-bantuan 2014 untuk Penelitian Ilmiah (No. 26289069) dari Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Olahraga, Sains dan Teknologi, Jepang. Juga, ini didukung sebagian oleh Dana Penelitian Kolaboratif 2014 untuk Sekolah Pascasarjana (A) di Osaka Electro-Communication University.

DAFTAR PUSTAKA

https://id.wikipedia.org/wiki/Grafika_komputer_3D

72:1 (2015) 1–6 | www.jurnalteknologi.utm.my | eISSN 2180–3722 |