基于逆向工程技術(shù)的個(gè)性化醫(yī)療鞋墊設(shè)計(jì)基基基基于逆向工程技術(shù)的個(gè)性化醫(yī)療鞋墊設(shè)計(jì)摘要隨著社會(huì)的進(jìn)步，生活節(jié)奏的不斷加快，人們由于工作的原因，經(jīng)常熬夜，導(dǎo)致大部分人的身體都處于亞健康狀態(tài)，時(shí)間一長(zhǎng)，就會(huì)對(duì)身體造成嚴(yán)重?fù)p害。為了解決這一問(wèn)題，本研究設(shè)計(jì)出一款針對(duì)個(gè)人情況的個(gè)性化醫(yī)療鞋墊，這款鞋墊的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)Sense手持式掃描儀掃描患者本人的足底數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)正逆向處理，使生產(chǎn)的鞋墊非常貼合患者，十分舒適；除此之外，鞋墊根據(jù)相關(guān)人體腳部醫(yī)學(xué)知識(shí)，針對(duì)不同患者的不同情況，治療的區(qū)域更加準(zhǔn)確，更具有針對(duì)性，能夠使人們?cè)谌粘Ｐ凶呱钪芯推鸬浇】瞪眢w的作用。本文基于逆向工程技術(shù)的個(gè)性化醫(yī)療鞋墊設(shè)計(jì)，是通過(guò)Sense手持式三維掃描儀設(shè)備掃描人體足底模型，然后將得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)在GeomagicStudio軟件上進(jìn)行模型外形點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理，經(jīng)過(guò)點(diǎn)云階段、多邊形階段和曲面階段處理后，最后導(dǎo)入三維軟件NX8.5中進(jìn)行再處理。然后通過(guò)查找相關(guān)的腳部醫(yī)學(xué)知識(shí)，使用VB6.0軟件設(shè)計(jì)出一個(gè)根據(jù)病癥準(zhǔn)確顯示治療區(qū)域的程序，可以根據(jù)不同病人的病狀來(lái)顯示出對(duì)應(yīng)的治療區(qū)域，使該區(qū)域可視化，然后根據(jù)顯示的區(qū)域，在三維軟件NX8.5上設(shè)計(jì)出針對(duì)病人病癥的鞋墊，實(shí)現(xiàn)鞋墊的個(gè)性化定制功能。本設(shè)計(jì)產(chǎn)品相比于市場(chǎng)上的保健鞋墊，更加舒適貼合，更加具有針對(duì)性，可以針對(duì)每個(gè)人的不同情況，制作出專(zhuān)屬個(gè)人的定制鞋墊，保健應(yīng)該保健的的區(qū)域；并且節(jié)省了人們?nèi)グ茨χ委煹臅r(shí)間和金錢(qián)，更加符合現(xiàn)代人個(gè)性化生活的需求，進(jìn)一步證明利用逆向工程技術(shù)更能滿(mǎn)足客戶(hù)的個(gè)性化需求。關(guān)鍵詞：逆向工程，編程設(shè)計(jì)，醫(yī)療鞋墊AbstractWiththeprogressofthesocietyandtheacceleratingpaceoflife,peopleoftenstayuplateduetowork,leadingtoasub-healthystateofmostpeople'sbodies.Alongtimewillcauseseriousdamagetothebody.Inordertosolvethisproblem,thisstudydesignedapersonalizedmedicalinsolefortheindividualsituation.Theadvantageofthisinsoleisthatitcanscanthepatient'sownfootdatathroughtheSensehandheldscanner.Aftertheforwardandreverseprocessing,theproducedinsoleisveryclosetothepatientandverycomfortable.Inaddition,accordingtotherelevantmedicalknowledgeofhumanfeet,insolesaremoreaccurateandtargetedinthetreatmentareaaccordingtothedifferentconditionsofdifferentpatients,enablingpeopletoplayahealthyroleindailywalkinglife.Insolesdesignbasedonreverseengineeringtechnologyofpersonalizedmedicine,isthroughtheSensehandheldscan3dscannerhumanfootmodel,andthenwillgetpointclouddatainGeomagicStudiomodelshapepointclouddataprocessingsoftware,afterapointcloudphase,polygonandsurfaceprocessing,thefinalimport3dsoftwareNX8.5reprocessing.Thenbylookingforrelatedmedicalknowledge,theirfeetusingVB6.0byuseofsoftwaredesignaprogramaccordingtodiseaseaccuratelydisplaytreatmentarea,canaccordingtotheconditionsofdifferentpatientstoshowthecorrespondingtreatmentarea,tovisualizetheregion,andthenaccordingtotheareaofdisplay,in3dsoftwareNX8.5designedinsolesforpatientconditions,andachievethefunctionofinsolesforcustomization.Comparedwiththehealthcareinsolesonthemarket,thisdesignproductismorecomfortableandmoretargeted.Wecanmakecustomizedinsolesforeachpersonaccordingtotheirdifferentsituations,andthehealthcareshouldbeinthehealthcarearea.Inaddition,itsavestimeandmoneyforpeopletogotomassagetherapy,whichismoreinlinewiththepersonalizedneedsofmodernpeople.Itfurtherprovesthatthereverseengineeringtechnologycanbettermeetthepersonalizedneedsofcustomers.Keywords:Reverseengineering,Programmingdesign,Medicalinsoles目錄1緒論 11.1保健鞋墊研究背景 11.2逆向工程技術(shù) 11.3本文主要內(nèi)容 42個(gè)性化醫(yī)療鞋墊的設(shè)計(jì) 52.1設(shè)計(jì)方案 52.2人體模型選擇 63人體腳底板數(shù)據(jù)處理 83.1Sense手持式三維掃描儀 83.2人體數(shù)據(jù)采集 93.3GeomagicStudio系統(tǒng) 113.4GeomagicStudio逆向建模實(shí)際操作 123.4.1點(diǎn)云階段 123.4.2多邊形階段 143.4.3曲面階段 174個(gè)性化程序設(shè)計(jì) 254.1穴位簡(jiǎn)介 254.2程序設(shè)計(jì)思路 264.3程序設(shè)計(jì)方案 274.3.1控件使用與設(shè)計(jì) 274.3.2代碼設(shè)計(jì) 285個(gè)性化醫(yī)療鞋墊三維重建 325.1NX8.5軟件 325.2鞋墊正向設(shè)計(jì)過(guò)程 325.3設(shè)計(jì)材料選擇 35結(jié)論 37參考文獻(xiàn) 38致謝 39緒論1.1保健鞋墊研究背景如今的社會(huì)，人們的閑暇時(shí)間越來(lái)越少，可以用來(lái)鍛煉身體的時(shí)間也越來(lái)越少，偶爾花時(shí)間花金錢(qián)去做一次腳部按摩顯然并不劃算，這時(shí)候一款好的按摩鞋墊就顯得至關(guān)重要了。目前市場(chǎng)上的保健鞋墊主要是針對(duì)吸汗、防臭、失眠、腰腿酸軟等單個(gè)問(wèn)題進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，種類(lèi)比較少，針對(duì)性不夠強(qiáng)，而且往往針對(duì)一個(gè)病癥，要用到整個(gè)鞋墊的面積，這就造成按摩鞋墊不夠準(zhǔn)確，難以按摩到關(guān)鍵位置。而本文設(shè)計(jì)就是針對(duì)這些問(wèn)題，利用逆向工程技術(shù)以及編程技術(shù)，從使用功能、材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、空間結(jié)構(gòu)等方面綜合分析和設(shè)計(jì)。該款定制鞋墊主要是圍繞單個(gè)個(gè)人的需求問(wèn)題，根據(jù)個(gè)人問(wèn)題的不同，查找相關(guān)醫(yī)療知識(shí)，在鞋墊上對(duì)應(yīng)的治療區(qū)域用特殊材料凸起，起到按摩的作用。例如有哮喘、腰腿酸軟、便秘等的患者，在足前部凹陷處第二、三趾縫紋頭端與足跟連線的前三分之一處的涌泉穴位置上設(shè)置圓形凸起，長(zhǎng)期穿戴這款鞋墊，能夠有效的緩解癥狀；有脹氣、腹瀉、腹痛、便秘、急慢性腸炎以及心臟方面的疾病等病癥，可以在雙腳掌足弓向上隆起所形成的凹陷區(qū)域設(shè)置半圓形凸起，長(zhǎng)期使用這款定制鞋墊，也可以使這些病狀得到緩解、治療，而有失眠癥狀的患者，就在腳后跟底部設(shè)置圓形凸起，同樣可以起到很好的治療作用。1.2逆向工程技術(shù)1、研究背景最開(kāi)始，“逆向工程技術(shù)”在上個(gè)世紀(jì)六十年代作為一個(gè)學(xué)術(shù)術(shù)語(yǔ)被提出。在二十世紀(jì)八十年代末至九十年代初，越來(lái)越多的歐美西方國(guó)家開(kāi)始注意到逆向工程這塊，然后正式開(kāi)始把其作為一門(mén)專(zhuān)門(mén)的學(xué)科來(lái)研究。和更早在我國(guó)運(yùn)用的CAD技術(shù)相比，它被中國(guó)企業(yè)界接受所花的時(shí)間更短；雖然在我國(guó)被應(yīng)用的時(shí)間尚短，但是其廣闊的發(fā)展前景對(duì)于每一個(gè)有眼光的企業(yè)來(lái)說(shuō)都顯而易見(jiàn)，在近幾年，已經(jīng)大大吸引了社會(huì)各界的關(guān)注。所以有關(guān)逆向工程技術(shù)的研究也越來(lái)越多，在數(shù)據(jù)采集處理、擬合曲面片、識(shí)別幾何特征、商用軟件等等的研究開(kāi)發(fā)上已經(jīng)取得了非常大的突破。通過(guò)大量事實(shí)結(jié)果，證明了吸取國(guó)外優(yōu)秀先進(jìn)的逆向工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，研究采用其中的關(guān)鍵技術(shù)，并且把這些東西合理的運(yùn)用到社會(huì)生產(chǎn)中去，不僅僅只是縮短了時(shí)間，還大大促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為此，近年來(lái)，人們對(duì)于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中提高簡(jiǎn)便性和效率性的硬件和軟件工具的要求越來(lái)越高[1]。2、逆向工程定義逆向工程(ReverseEngineering,RE)，也叫反向工程，或稱(chēng)逆向技術(shù)。目前，絕大多數(shù)有關(guān)于逆向工程的研究主要集中在實(shí)物幾何形狀的逆向重構(gòu)上，即“實(shí)物逆向工程”。更加通俗的解釋?zhuān)嫦蚬こ叹褪歉鶕?jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品模型，來(lái)反向推出產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，也可以在這個(gè)基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化、改進(jìn)，這就叫逆向工程。這是一種產(chǎn)品設(shè)計(jì)的再現(xiàn)過(guò)程，即對(duì)一項(xiàng)目標(biāo)產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、生產(chǎn)工程、材料學(xué)和有關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行逆向分析和研究，從而得出該產(chǎn)品的處理流程、組織結(jié)構(gòu)、功能特性等設(shè)計(jì)要素，探索掌握關(guān)鍵性技術(shù)，然后開(kāi)發(fā)出更加先進(jìn)的產(chǎn)品的技術(shù)。廣義逆向工程包括形狀幾何逆向、工藝逆向和材料逆向等諸多方面，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程[2]。一般而言，傳統(tǒng)產(chǎn)品的產(chǎn)生是從概念設(shè)計(jì)到圖紙，然后制造出實(shí)物產(chǎn)品，一個(gè)由無(wú)到有的過(guò)程，稱(chēng)之為正向工程，用一種傳統(tǒng)方法實(shí)現(xiàn)從高層次的抽象設(shè)計(jì)進(jìn)階到設(shè)計(jì)的具體物理呈現(xiàn)，見(jiàn)圖1.1。而逆向工程是通過(guò)掃描實(shí)物模型得出數(shù)據(jù)，進(jìn)而創(chuàng)造出模型，最后主要是重建產(chǎn)品實(shí)物的CAD模型和制造出最終產(chǎn)品，整個(gè)流程如圖1.2所示。圖1.1正向工程流程圖圖1.2逆向工程流程圖3、逆向工程的應(yīng)用逆向工程一般用于實(shí)物產(chǎn)品的數(shù)字化、探傷、檢測(cè)、修復(fù)、復(fù)制、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、模具設(shè)計(jì)、工藝品、電子產(chǎn)品和醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域[3]。總而言之有以下幾個(gè)方面：（1）如今計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD）發(fā)展迅速，各種商業(yè)軟件功能也越來(lái)越多樣、強(qiáng)大，但是還是無(wú)法滿(mǎn)足一些曲面非常復(fù)雜的零件設(shè)計(jì)要求，許多時(shí)候還是使用泡沫模型來(lái)代替，這個(gè)時(shí)候逆向工程技術(shù)就可以派上用場(chǎng)。（2）在要求外貌造型非常美觀的領(lǐng)域,如車(chē)類(lèi)、電子產(chǎn)品以及工藝品的外型設(shè)計(jì),通常使用黏土、軟木等材料先制作產(chǎn)品模型,然后運(yùn)用逆向工程技術(shù)處理所得到的實(shí)物模型,可以迅速準(zhǔn)確的創(chuàng)造三維模型。（3）在有關(guān)人體修復(fù)的醫(yī)學(xué)方面，逆向工程技術(shù)的運(yùn)用也日益增多，比如骨傷損的修復(fù)、人工關(guān)節(jié)、人工骨、器官受損等問(wèn)題中發(fā)揮著很大的作用。通過(guò)逆向工程技術(shù)進(jìn)行處理,可以針對(duì)每個(gè)患者的個(gè)人情況，制作出更為準(zhǔn)確的個(gè)性化代替物模型,使替代物與有問(wèn)題的部位能更好地貼合匹配,提高治療的成功率。（4）在生產(chǎn)某些特殊產(chǎn)品時(shí)，必須要用到使用者身體的部位，并要求生產(chǎn)的產(chǎn)品與人體的貼合部位有相當(dāng)好的適應(yīng)性,此時(shí),就可以通過(guò)逆向工程技術(shù)來(lái)準(zhǔn)確的達(dá)到生產(chǎn)目的。（5）如今的電視、電影產(chǎn)業(yè)越來(lái)越發(fā)達(dá)，人們對(duì)其要求也越來(lái)越高，里面的各種各樣的造型要求也越來(lái)越獨(dú)特，這時(shí)候逆向工程技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)如三維測(cè)量、數(shù)據(jù)處理以及快速制造技術(shù)等就派上了用場(chǎng)，可以滿(mǎn)足其各種設(shè)計(jì)要求。（6）螺旋槳、飛機(jī)葉輪等是一類(lèi)非常復(fù)雜、精度要求非常高的曲面零件，工作效率的好壞完全由其設(shè)計(jì)方案和制造精度直接決定。采用的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法是通過(guò)普通銑床粗加工，然后再加上大量的人工修磨，這種方法不僅浪費(fèi)時(shí)間，而且人工成本也很高了，效率太低，制造精度也很難保證，造成了巨大浪費(fèi)。這時(shí)候就可以采用逆向工程技術(shù)，通過(guò)測(cè)量螺旋槳和葉輪實(shí)物模型數(shù)據(jù)，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)出適用于螺旋槳和葉輪的程序軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工，優(yōu)點(diǎn)是大大提高了精度，節(jié)約了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。（7）在精度要求很高的領(lǐng)域，如航空航天領(lǐng)域和模具制造領(lǐng)域，一些零部件的制造都要經(jīng)過(guò)反復(fù)的試制、修改和實(shí)驗(yàn)測(cè)試，稍有問(wèn)題便需要推到重來(lái)，這個(gè)時(shí)候使用逆向工程技術(shù)可以大大的縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，提高生產(chǎn)的效率。（8）逆向工程也廣泛用于工藝品、文物、特殊零件的修復(fù)生產(chǎn)，例如被損的雕像、雕刻及藝術(shù)造型等，利用逆向工程技術(shù)根據(jù)物品的原型來(lái)進(jìn)行新的概念設(shè)計(jì)，構(gòu)造新的三維模型，最后達(dá)成修復(fù)作用。1.3本文主要內(nèi)容本論文的研究課題為基于逆向工程技術(shù)的個(gè)性化醫(yī)療鞋墊創(chuàng)新設(shè)計(jì)，涉及到逆向工程技術(shù)、三維建模、編程語(yǔ)言和程序設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。作為個(gè)性化醫(yī)療鞋墊，本研究將合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和準(zhǔn)確選取按摩區(qū)域?yàn)榛緦?shí)現(xiàn)功能，主要工作內(nèi)容包括：1、以人體腳底板為測(cè)量目標(biāo)，利用Sense手持式三維掃描儀測(cè)量設(shè)備進(jìn)行掃描以獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù)；2、逆向處理，對(duì)獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括對(duì)齊點(diǎn)云、點(diǎn)云處理、多邊形階段、曲面階段和曲面處理等。3、將處理后的數(shù)據(jù)模型導(dǎo)入NX8.5軟件中，準(zhǔn)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；4、使用VB6.0軟件設(shè)計(jì)出針對(duì)患者病癥可以在鞋墊上準(zhǔn)確顯示治療區(qū)域的程序，能夠在鞋墊模型上迅速找出治療按摩區(qū)域；5、正向處理，通過(guò)軟件查詢(xún)病癥，根據(jù)軟件所顯示的治療區(qū)域，在NX8.5軟件中設(shè)計(jì)出具有針對(duì)性治療功能的個(gè)性化鞋墊。2個(gè)性化醫(yī)療鞋墊的設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)方案目前市場(chǎng)上已存在具有吸汗防臭和保健按摩作用的幾種常見(jiàn)的保健鞋墊，如圖2.1、圖2.2所示，這幾種常見(jiàn)的鞋墊只能實(shí)現(xiàn)單一的功能，但往往需要占據(jù)鞋墊很大部分面積，和使用者的匹配度不強(qiáng)，舒適性很差，穴位點(diǎn)找的不準(zhǔn)，并且不能針對(duì)性的治療使用者。就此問(wèn)題，本文討論的個(gè)性化醫(yī)療鞋墊是基于逆向工程和編程設(shè)計(jì)的客戶(hù)個(gè)性化定制而設(shè)計(jì)的，通過(guò)掃描人體腳底板實(shí)物模型以獲得三維數(shù)據(jù)，對(duì)模型進(jìn)行創(chuàng)新改造，使其構(gòu)建的實(shí)物模型能夠滿(mǎn)足現(xiàn)代人的個(gè)性化定制需求。圖2.1保健按摩類(lèi)型的鞋墊圖2.2吸汗防臭類(lèi)型的鞋墊結(jié)合逆向工程對(duì)使用者的本人腳部進(jìn)行掃描，將其參數(shù)化，避免了正向設(shè)計(jì)帶來(lái)的貼合性不好、使用不舒適等缺陷。基于逆向工程技術(shù)和編程設(shè)計(jì)，提出切實(shí)可行的研究路線。整個(gè)研究的設(shè)計(jì)思路為：利用Sense手持式三維掃描儀掃描腳底板獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù)→通過(guò)GeomagicStudio軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到NUBRS曲面模型→將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到NX8.5軟件→查詢(xún)相關(guān)人體腳部醫(yī)療知識(shí)→運(yùn)用VB6.0軟件設(shè)計(jì)能在鞋墊上顯示治療區(qū)域的程序→運(yùn)用NX8.5軟件對(duì)模型進(jìn)行曲面建?！O(shè)計(jì)出個(gè)性化醫(yī)療鞋墊2.2人體模型選擇根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)課程的任務(wù)要求，結(jié)合生活實(shí)際，對(duì)模型進(jìn)行掃描和再處理，實(shí)現(xiàn)實(shí)體的再呈現(xiàn)和改進(jìn)創(chuàng)新。本研究所選實(shí)體模型是本人自己的腳底板實(shí)物模型，如圖2.3所示，本人腳底板長(zhǎng)約25cm，腳掌寬約9cm，腳后跟寬約6cm，外形較為簡(jiǎn)單，易于掃描，但腳趾間包含多種曲面，對(duì)于深化知識(shí)點(diǎn)是一個(gè)很好的實(shí)例。圖2.3腳底板實(shí)物模型為了能夠獲取完整的腳底板的數(shù)據(jù)模型，需要使用手持式三維掃描儀的操作人員圍繞使用者的腳底板進(jìn)行360度無(wú)死角全方位的掃描。首先必須要選擇光線非常充足的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，再考慮腳底板的擺放位置，并規(guī)劃好掃描的路徑，確保能夠準(zhǔn)確順暢的移動(dòng)，如圖2.4示。圖2.4掃描路徑3人體腳底板數(shù)據(jù)處理3.1Sense手持式三維掃描儀1、三維掃描系統(tǒng)介紹目前，國(guó)內(nèi)外研發(fā)的三維人體掃描儀的光源有很多種，有激光、鹵素光源、紅外線、LED冷光源、普通白光燈等[4]。在本次研究的實(shí)驗(yàn)中，采用的是Sense手持式三維掃描儀，它是由美國(guó)3DSystems公司研發(fā)的一款手持式三維掃描儀。由于紅外線對(duì)人體的無(wú)害性，該掃描儀采用的光源是紅外線，保證了人體的安全。如圖3.1所示。圖3.1Sense手持式三維掃描儀Sense三維掃描儀的體積小，配備有3個(gè)鏡頭，分別為紅外線發(fā)射器、RGB彩色攝像頭、紅外線攝像頭[5]。其中RGB彩色攝像頭可以獲取掃描對(duì)象表面的顏色；并由紅外線發(fā)射器和紅外線CMOS攝像頭構(gòu)成3D深度感應(yīng)器，它采用“光編碼”的方式來(lái)獲取對(duì)象表面的深度。該方法就是掃描儀主動(dòng)將其紅外線投射到場(chǎng)景中，再通過(guò)紅外線CMOS攝像頭的感光來(lái)測(cè)量深度[6-7]2、Sense掃描儀工作原理Sense手持三維掃描儀一般都配有一部閃光燈、兩個(gè)照相機(jī)以及紅外線發(fā)射器，發(fā)射器采用的是635納米的紅色線激光閃光燈，并且可以自我校準(zhǔn)。工作的時(shí)候，紅外線發(fā)射器將激光線照射在物體的表面，然后通過(guò)兩個(gè)相機(jī)的工作，捕捉這一個(gè)瞬間的物體的三維掃描數(shù)據(jù)；因?yàn)椴煌奈矬w表面擁有不同的曲率，所以光線照射在物體上會(huì)發(fā)生散射，通過(guò)這些散射所收集到的信息由第三方軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，成為3D圖像顯示出來(lái)。在三維掃描儀移動(dòng)的過(guò)程中，光線會(huì)不斷的發(fā)生變化，軟件會(huì)及時(shí)地識(shí)別這些變化，并且加以處理。光線投射到掃描對(duì)象上的頻率高達(dá)28000point/s，所以即使在掃描的過(guò)程中移動(dòng)掃描儀，哪怕移動(dòng)的速度很快，也同樣可以獲得很好的掃描結(jié)果。使用since掃描儀時(shí)可以快速的保存并且存檔工件、產(chǎn)品和項(xiàng)目的3D數(shù)據(jù)，掃描對(duì)象設(shè)計(jì)3D應(yīng)用程序。直接從Sense軟件中導(dǎo)出3D掃描數(shù)據(jù)，然后發(fā)到SkwtchFab和Facebook上分享給同行或者客戶(hù)。結(jié)合Sense掃描，在設(shè)計(jì)軟件中使用客戶(hù)獨(dú)特的掃描數(shù)據(jù)，能夠加快定制、包裝和其他產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。3.2人體數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集技術(shù)是逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)之一，它主要是用來(lái)采集實(shí)物的表面數(shù)據(jù)，通過(guò)形成一定的圖像數(shù)據(jù)，給后續(xù)的三維軟件處理提供初始的數(shù)據(jù)來(lái)源，而本次掃描的對(duì)象為腳底板，長(zhǎng)度在46cm以下，屬于小型掃描，所以選擇使用Sense手持式三維掃描儀設(shè)備掃描人體腳底板進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，如圖3.2。該掃描設(shè)備采用英特爾最新的短距離掃描技術(shù)，并且結(jié)合高清彩色攝像頭和高敏感度的紅外攝像頭，可以允許進(jìn)行近距離的掃描。本次研究有關(guān)于人體腳底板實(shí)物模型數(shù)據(jù)的采集操作流程如下：選擇合適的掃描部位，并且規(guī)劃好合適的掃描路徑；連接3D掃描儀和掃描場(chǎng)景內(nèi)的電腦，檢查確保連接無(wú)誤；單擊“開(kāi)始掃描”，三秒后開(kāi)始掃描；把掃描儀遠(yuǎn)離腳底板大約15英寸，并且確保圖像集中在電腦屏幕上；緩慢且穩(wěn)定的移動(dòng)掃描儀主體的同時(shí)，觀看電腦屏幕上顯示的圖像。拿好3D掃描儀開(kāi)始掃描物體，確定掃描物體已經(jīng)被掃描儀識(shí)別確認(rèn)，確認(rèn)掃描物體沒(méi)有超出掃描范圍的部分，圍繞腳底板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描，并上下左右移動(dòng)3D掃描儀；注意電腦屏幕上腳底板模型的成型情況，確保顯示上的幀率保持在大約10到24幀；點(diǎn)擊“暫?！卑粹o可以暫停掃描，再次單擊該按鈕恢復(fù)掃描，當(dāng)你滿(mǎn)意掃描時(shí)，單擊“Next”完成掃描，如圖3.3；清理掃描文件，單擊處理加工菜單內(nèi)的RemoveParts選項(xiàng)，清理模型內(nèi)的無(wú)用的雜點(diǎn)。點(diǎn)擊FillHole選項(xiàng)可以填補(bǔ)模型漏洞（建議補(bǔ)洞時(shí)Strategy填孔方式選擇ClosedHull封閉模型殼；Smoothing平滑度選擇Low；其他默認(rèn)選項(xiàng)）；利用掃描儀軟件直接生成stl文件，然后將文件以合適的格式導(dǎo)出進(jìn)行編輯以及處理。圖3.2利用Sense掃描儀對(duì)人體腳底板進(jìn)行掃描圖3.3掃描完成后獲得的圖像3.3GeomagicStudio系統(tǒng)GeomagicStudio逆向軟件可以通過(guò)掃描任何實(shí)物零部件然后自動(dòng)生成準(zhǔn)確的數(shù)字模型。通過(guò)GeomagicStudio，可以非常容易的從掃描所獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中創(chuàng)建出符合要求的的多邊形網(wǎng)格，并且也可以將其自動(dòng)轉(zhuǎn)化為NURBS曲面，實(shí)現(xiàn)如下工作:（1）將自由曲面設(shè)計(jì)和普通的機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)；（2）將一個(gè)實(shí)體零件創(chuàng)建參數(shù)化的CAD模型[8]。GeomagicStudio是Geomagic軟件中完成一個(gè)NURBS曲面的建模需要三個(gè)階段的操作，分別為點(diǎn)階段、多邊形階段和曲面階段[9]。（1）點(diǎn)階段：主要是對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，導(dǎo)入掃描實(shí)物所獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，選擇體外孤點(diǎn)、非連接項(xiàng)、消噪點(diǎn)刪點(diǎn)云，然后對(duì)數(shù)據(jù)隨機(jī)采樣，最后網(wǎng)格封裝；（2）多邊形階段：主要是對(duì)多邊形網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行表面光順與優(yōu)化處理，以獲得光順、完整的三角面片網(wǎng)格，并且能消除錯(cuò)誤的三角面片，提高后續(xù)的曲面重建質(zhì)量[10]。（3）曲面階段：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分割，并且重構(gòu)曲面，包括自動(dòng)擬合曲面、探測(cè)輪廓線探測(cè)曲率線、構(gòu)造曲面片、構(gòu)造柵格、擬合NURBS曲面。其操作流程如圖3.4。圖3.4GeomagicStudio操作流程及目標(biāo)3.4GeomagicStudio逆向建模實(shí)際操作3.4.1點(diǎn)云階段（1）導(dǎo)入點(diǎn)云數(shù)據(jù)雙擊桌面的GeomagicStudio圖標(biāo)，進(jìn)入到用戶(hù)界面，單擊用戶(hù)界面左上角的“文件”→“打開(kāi)”，選擇桌面上掃描獲得的點(diǎn)云文件打開(kāi)，將點(diǎn)云進(jìn)行著色，以便于直觀觀察。GeomagicStudio支持stl、asc、txt、igs/iges等多種通用導(dǎo)入格式。（2）去除噪點(diǎn)和多余的點(diǎn)云數(shù)據(jù)考慮到本次掃描的物體為人體腳底板，所需要的數(shù)據(jù)只要腳底板這一部分，所以和腳底板所連接的腳背以及小腿是多余的數(shù)據(jù)，為了更加方便的操作，選擇使用“裁剪”這一命令來(lái)消除多余的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。單擊“裁剪”，刪除多余點(diǎn)云，如圖3.5、3.6。然后單擊“點(diǎn)”→“減少噪聲”，“參數(shù)選擇”單選“棱柱形（積極）”，“平滑級(jí)別”滑動(dòng)塊選擇最大值，單擊“應(yīng)用”按鈕，完成后單擊“確定”按鈕。圖3.5裁剪前圖3.6裁剪后（3）數(shù)據(jù)采樣如果從掃描儀中得到的原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)很大，為了提高效率可以對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。Studio提供曲率、等距、統(tǒng)一、隨機(jī)這四種采樣方式，其中曲率采樣是根據(jù)模型的表面曲率變化進(jìn)行不均勻的采樣，也就是說(shuō)曲率變化越大的區(qū)域采樣的點(diǎn)越多，曲率變化小的區(qū)域采樣的點(diǎn)越少，這樣既提高了處理效率，又同樣表達(dá)了數(shù)據(jù)模型。單擊“點(diǎn)”→“曲率采樣”，“百分比”填入數(shù)字“80.0”，即采樣80%的點(diǎn)，如圖3.7所示。點(diǎn)擊“應(yīng)用”、“確定”，完成采樣點(diǎn)云數(shù)據(jù)。圖3.7曲率采樣（4）封裝三角形網(wǎng)格以三角形網(wǎng)格形式鋪滿(mǎn)整個(gè)模型表面，模型從點(diǎn)處理模塊進(jìn)入多邊形處理模塊。單擊“點(diǎn)”→“封裝”，“封裝類(lèi)型”選擇“曲面”，“噪聲的降低”在上一步已采樣過(guò)了，故不需要重復(fù)采樣；“目標(biāo)三角形”數(shù)目一般是點(diǎn)數(shù)目的一半，所以填入“250，000”；勾選“保持原始數(shù)據(jù)”和“刪除小組件”，完成后單擊“確定”按鈕，如圖3.8所示。圖3.8封裝3.4.2多邊形階段（1）填充內(nèi)、外部孔在多邊形階段，首先要做的就是完整需要處理的模型?？梢钥闯鲈趻呙璧臅r(shí)候由于操作不當(dāng)所造成的人工誤差，導(dǎo)致該模型有缺失的數(shù)據(jù)，此時(shí)應(yīng)該使用“填充單個(gè)孔”命令對(duì)孔進(jìn)行曲率填充，使這部分缺失的數(shù)據(jù)與周?chē)c(diǎn)云數(shù)據(jù)能夠比較好的連接。單擊“多邊形”→“填充孔”，“填充方法”選擇“填充內(nèi)部孔”，并勾選“基于曲率的填充”，移動(dòng)鼠標(biāo)選擇孔，單擊鼠標(biāo)左鍵，軟件自動(dòng)填充；完成后單擊“確定”按鈕。完成填充命令后的模型如圖3.9所示。圖3.9填充孔（2）去除特征為了更好地建立模型或者對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)，可去除掉模型中的部分特征，本次處理是去掉孔旁的兩個(gè)凹進(jìn)去的點(diǎn)。用“套索工具”選擇特征及周?chē)糠?，注意不要選到邊界部分，單擊“多邊形”→“去除特征”，軟件根據(jù)曲率對(duì)選中的部分進(jìn)行特征消除，如圖3.10所示。圖3.10去除特征（3）砂紙以及松弛“砂紙”命令可以進(jìn)行局部松弛，“松弛”命令可以進(jìn)行整體松弛，先局部后整體松弛可獲得較好的模型表面。單擊“多邊形”→“砂紙”，“操作”選擇“松弛”，選擇合適強(qiáng)度，長(zhǎng)按鼠標(biāo)左鍵在模型表面進(jìn)行打磨；單擊“多邊形”→“松弛”，“平滑級(jí)別”滑動(dòng)至中間，“強(qiáng)度”選擇“最小值”，勾選“固定邊界”，單擊“應(yīng)用”按鈕，完成后單擊“確定”按鈕，如圖3.11所示。圖3.11砂紙及松弛（4）刪除釘狀物、清除及修復(fù)相交區(qū)域由于通常會(huì)存在多余的、錯(cuò)誤的或表達(dá)不準(zhǔn)確的點(diǎn)，因此，由這些點(diǎn)構(gòu)成的三角形也要進(jìn)行刪除或其他編輯處理，進(jìn)一步對(duì)模型表面進(jìn)行光順處理。單擊“多邊形”→“刪除釘狀物”，“平滑級(jí)別”滑動(dòng)至中間，單擊“應(yīng)用”按鈕后單擊“確定”按鈕；單擊“多邊形”→“清除”，勾選“平滑”，單擊“確定”按鈕；單擊“多邊形”→“修復(fù)相交區(qū)域”，系統(tǒng)顯示“沒(méi)有相交三角形”，最終處理完成的效果如圖3.12所示。圖3.12刪除釘狀物3.4.3曲面階段（1）進(jìn)入曲面階段單擊“編輯”→“精確曲面”，單擊“確定”按鈕進(jìn)入形狀模塊，如圖3.13。圖3.13精確曲面選擇“新建曲面片布局圖”，單擊“確定”完成準(zhǔn)備工作，如圖3.14圖3.14新建曲面片布局圖（2）探測(cè)輪廓線單擊“探測(cè)輪廓線”，軟件自動(dòng)顯示“曲率敏感性”為“70.0”，分隔符敏感度為“60.0”。使用默認(rèn)參數(shù)，單擊“計(jì)算”，軟件根據(jù)模型表面曲率變化生成輪廓區(qū)域，可在自動(dòng)生成的輪廓區(qū)域的基礎(chǔ)上進(jìn)行增加、去除或者修復(fù)等編輯，同時(shí)勾選“曲率圖”對(duì)手動(dòng)編輯進(jìn)行參考。探測(cè)輪廓線的效果如圖3.15所示，單擊“抽取”按鈕完成后單擊“確定”按鈕。圖3.15探測(cè)輪廓線（3）編輯輪廓線自動(dòng)生成的輪廓線仍然可能存在問(wèn)題，一般情況下都達(dá)不到要求，這時(shí)就需要操作人員人工對(duì)輪廓線進(jìn)行手動(dòng)編輯。單擊“輪廓線”→“編輯輪廓線”，勾選“均勻細(xì)分”，單擊“細(xì)分”完成后單擊“確定”按鈕；“操作”一欄出現(xiàn)8個(gè)命令：繪制、抽取、松弛、分裂/合并、細(xì)分、收縮、修改分隔符、指定尖角輪廓線。繪制是手動(dòng)繪制輪廓線，抽取是根據(jù)分隔符生成輪廓線，松弛是自動(dòng)調(diào)整輪廓線的位置，如果增加或者去除輪廓線必須要修改分隔符，避免產(chǎn)生錯(cuò)誤。在以上命令操作的同時(shí)，可勾選“分隔符”、“曲率圖”和“共軸輪廓線”進(jìn)行參考，或者指定輪廓線的同時(shí)按住Shift鍵查看曲率變化，如圖3.16。該項(xiàng)操作最終是獲得符合表面輪廓及平順的輪廓線。完成后單擊“檢查問(wèn)題”按鈕，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行解決，直至出現(xiàn)的問(wèn)題數(shù)為0后單擊“確定”按鈕完成。圖3.16編輯輪廓線界面（4）延伸輪廓線并對(duì)延伸線進(jìn)行編輯延伸線根據(jù)輪廓線生成，延伸線在模型表面所占的區(qū)域即為曲面之間的過(guò)渡區(qū)域，使輪廓線所劃分的各塊面部相互連接，形成一個(gè)完整的曲面形狀。單擊“輪廓線”→“細(xì)分/延伸輪廓線”，選擇“延伸”后單擊“全選”，單擊“延伸”完成后單擊“確定”按鈕退出。單擊“輪廓線”→“編輯延伸線”，可通過(guò)“編輯”、“松弛”、“彈力曲線”和“切面曲線”生成的延伸線進(jìn)行編輯、修改，同時(shí)可勾選“分隔符”、“曲率圖”、“共軸輪廓線”、“交叉標(biāo)記”或者“彩色延長(zhǎng)線”進(jìn)行參考。因?yàn)檠由炀€所占的區(qū)域是生成的NURBS曲面之間的過(guò)渡面，所以獲得的延伸線必須與輪廓線平順貼切。完成之前單擊“檢查問(wèn)題”按鈕直至出現(xiàn)的問(wèn)題數(shù)目為0，單擊“確定”按鈕退出。（5）構(gòu)造曲面片單擊“構(gòu)造曲面片”，“曲面片計(jì)數(shù)”可選擇“自動(dòng)估計(jì)”和“指定曲面片計(jì)數(shù)”，此模型選擇“自動(dòng)估計(jì)”，如圖3.17。可根據(jù)延伸線的細(xì)分情況構(gòu)造曲面片，延伸線編輯越好得到的曲面片分布越好，最后形成的效果如圖3.18所示。圖3.17構(gòu)造曲面片界面圖3.18構(gòu)造曲面片（6）修理曲面片單擊“修理曲面片”，打開(kāi)修理曲面片的界面，單擊“移動(dòng)頂點(diǎn)”，“影響”選擇“局部”，范圍選擇“10.0”,如圖3.19。圖3.19修理曲面片（7）構(gòu)造柵格該操作就是通過(guò)在每塊曲面片上設(shè)置規(guī)定數(shù)目的柵格，柵格數(shù)目越大表現(xiàn)的細(xì)節(jié)越多。單擊“柵格”→“構(gòu)造柵格”，然后進(jìn)行分辨率的設(shè)置，“分辨率”設(shè)置為“20”，并勾選“修復(fù)相交區(qū)域”、“檢查幾何圖形”，如圖3.20。單擊“應(yīng)用”按鈕完成后單擊“確定”按鈕，最后形成如圖3.21。圖3.20構(gòu)造格柵圖3.21構(gòu)造柵格在自動(dòng)生成柵格之后，為了確保數(shù)據(jù)不出現(xiàn)錯(cuò)誤，還要對(duì)其進(jìn)行檢查。單擊“格柵”中的“修補(bǔ)”，選擇“檢查幾何圖形”，檢查完畢發(fā)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)沒(méi)有問(wèn)題方可進(jìn)行下一步的操作，如圖3.22所示是檢查完后的柵格。圖3.22檢查柵格（7）擬合曲面單擊“NURBS”→“擬合曲面”，“擬合方法”選擇“常數(shù)”，“控制點(diǎn)”設(shè)置為“18”，表面張力為“0.25”，在高級(jí)選項(xiàng)內(nèi)勾選“執(zhí)行圓角處G2連續(xù)性修復(fù)”、“優(yōu)化光順性”，如圖3.23。單擊“應(yīng)用”按鈕完成后單擊“確定”按鈕。圖3.24所示是生成的NURBS曲面圖。圖3.23擬合曲面界面圖3.24生成的NURBS曲面圖（8）保存文件單擊“曲面”，選擇“轉(zhuǎn)換”命令中的“到CAD對(duì)象”，如圖3.25，將生成的NURBS曲面保存為IGS、IGES、STP、STEP等通用文件格式，導(dǎo)入到其他軟件中進(jìn)行編輯，如圖3.26。圖3.25將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換圖3.26轉(zhuǎn)換后的模型數(shù)據(jù)4個(gè)性化程序設(shè)計(jì)4.1穴位簡(jiǎn)介人的腳部穴位十分復(fù)雜，各個(gè)穴位對(duì)應(yīng)著人體不同的身體部位，本文是針對(duì)按摩人體腳部穴位來(lái)達(dá)到治療使用者身體病癥的研究，因此在進(jìn)行個(gè)性化鞋墊的設(shè)計(jì)之前需要查找有關(guān)人體腳部醫(yī)療知識(shí)的相關(guān)資料，找出各個(gè)病癥部位和穴位之間的聯(lián)系，如圖4.1。圖4.1人體腳部穴位反射區(qū)（1）涌泉穴涌泉穴是足少陰腎經(jīng)的常用腧穴之一，位于足底部，蜷足時(shí)足前部凹陷處，約當(dāng)足底第2、3跖趾縫紋頭端與足跟連線的前1/3與后2/3交點(diǎn)上。主治肺系病證，大便難，小便不利，奔豚氣。涌泉穴的作用：特異性：涌泉穴為五輸穴之井穴，五行屬木。涌泉穴意義：體內(nèi)腎經(jīng)的經(jīng)水由此外涌而出。氣血特征：氣血物質(zhì)為天之下部的溫?zé)崴畾狻Ｓ咳ǖ墓πВ荷嵘鷼?，涌泉穴有泄熱寧神，蘇厥開(kāi)竅，蘇厥開(kāi)竅，滋陰益腎，平肝熄風(fēng)的作用。（2）小腸反射區(qū) 雙腳掌足弓向上隆起所形成的凹陷區(qū)域，被大腸(盲腸、升結(jié)腸、橫結(jié)腸、降結(jié)腸、乙狀結(jié)腸及直腸)反射區(qū)所包圍。主治胃腸脹氣、腹瀉、腹痛、便秘、急慢性腸炎以及心臟方面的疾病等病癥。按摩手法：多指扣拳法，四指彎曲，同時(shí)由足趾端向足跟端壓刮3—5次。（3）百敲穴 百敲穴又叫失眠穴，失眠穴位于腳后跟底部,它對(duì)治療失眠癥非常有效。這個(gè)穴位還有利尿作用,所以最好在白天對(duì)它進(jìn)行刺激,用拳頭對(duì)失眠穴敲擊200次左右即可。另外,再用電吹風(fēng)對(duì)足三里到三陰交吹暖風(fēng),溫度以感到舒適為宜,再指壓這兩個(gè)穴位,這樣進(jìn)行后一定會(huì)有睡意。睡前做安眠操催眠失眠癥有各種原因,但是睡前必須解除身體的緊張狀態(tài),使之進(jìn)入睡眠狀態(tài)。做安眠操使身體放松之后,即使有心事,身體也有睡眠的要求,因而自然能進(jìn)入睡眠狀態(tài)。4.2程序設(shè)計(jì)思路根據(jù)病人病癥的不同，找準(zhǔn)與之相對(duì)應(yīng)的穴位。哮喘、腰腿酸軟、便秘對(duì)應(yīng)涌泉穴，脹氣、腹瀉、腹痛、便秘、急慢性腸炎等疾病對(duì)應(yīng)小腸反射區(qū)，失眠對(duì)應(yīng)百敲穴；設(shè)計(jì)各個(gè)穴位的顯示采用圖片顯示，為了可以分別單獨(dú)顯示每個(gè)穴位的位置，同時(shí)又可以顯示穴位組合效果，考慮到只有三種穴位顯示，本次程序中的圖片設(shè)計(jì)采取了排列組合的方式。三種穴位，每種穴位只有顯示與隱藏，因此就有8種組合顯示。設(shè)計(jì)了8張圖片，分別顯示這8種組合。為了達(dá)到無(wú)縫切換的效果，這8張圖片采用同一個(gè)模板設(shè)計(jì)。 圖片設(shè)計(jì)完成后，將這8張圖片放到Picture文件夾中，方便程序下一步調(diào)用。為了方便調(diào)用圖片，根據(jù)百敲穴、小腸反射區(qū)、涌泉穴三種穴位的顯示與隱藏，狀態(tài)分別定義為1和0。如穴位全部隱藏的圖片，涌泉穴、小腸反射區(qū)、百敲穴的狀態(tài)均為隱藏，排列起來(lái)就是000，采用這種方式對(duì)圖片進(jìn)行命名，分別為000、001、010、011、100、101、110和111等名字的8張圖片。如其中的011就表示百敲穴隱藏、小腸反射區(qū)顯示、涌泉穴顯示的圖片。4.3程序設(shè)計(jì)方案4.3.1控件使用與設(shè)計(jì) 首先打開(kāi)VisualBasic6.0程序，新建一個(gè)exe工程，點(diǎn)擊打開(kāi)，然后打開(kāi)文件菜單“文件”->”保存工程”,保存工程到文件夾，如圖5.1。圖5.1在設(shè)計(jì)界面上添加一個(gè)Image控件、三個(gè)Command控件。其中Form的Caption屬性設(shè)置為“腳底穴位圖”，Command1的Caption屬性設(shè)置為“顯示哮喘、腰腿酸軟、便秘”,Command2的Caption屬性設(shè)置為“顯示脹氣、腹瀉、腹痛、便秘、急慢性腸炎”,Command3的Caption屬性設(shè)置為“顯示失眠”。控件位置合理分布，如圖5.2。圖代碼設(shè)計(jì)為了達(dá)到顯示與隱藏的切換，采用了點(diǎn)擊Command控件的方式進(jìn)行切換，初始為顯示控制。如Command1控件的Caption初始為“顯示哮喘、腰腿酸軟、便秘”,點(diǎn)擊Command1按鈕，如果該按鈕的caption為“顯示哮喘、腰腿酸軟、便秘”，則變?yōu)椤半[藏哮喘、腰腿酸軟、便秘”，反之如果該按鈕的Caption為“隱藏哮喘、腰腿酸軟、便秘”，則變?yōu)椤帮@示哮喘、腰腿酸軟、便秘”，達(dá)到顯示與隱藏切換的功能；其他兩個(gè)按鈕與Comamd1按鈕相同。 為了節(jié)省代碼量，編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)GetPicName，參數(shù)為S1、S2和S3，其中S1是Command1的Caption，S2為Command2的Caption，S3為Command3的Caption。如果輸入的參數(shù)中含有“隱藏”字符，說(shuō)明用戶(hù)點(diǎn)擊了帶有“顯示”字符的按鈕，用戶(hù)想要顯示該穴位，那么程序就將圖片名字的對(duì)應(yīng)位置字符置為1.如果輸入的參數(shù)中含有“顯示”字符，說(shuō)明用戶(hù)點(diǎn)擊了帶有“隱藏”字符的按鈕，用戶(hù)想要隱藏該穴位，那么程序就將圖片名字的對(duì)應(yīng)位置字符置為0.由此，根據(jù)三個(gè)按鈕的Caption可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)的圖片名稱(chēng)。再使用LoadPicture函數(shù)對(duì)Image控件的Picture屬性賦值，完成圖片的載入。點(diǎn)擊不同的按鈕，程序會(huì)計(jì)算出顯示哪張名稱(chēng)的圖片，由此產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的操作效果。具體代碼如下：首先定義全局變量：DimPicNameAsString用于存儲(chǔ)計(jì)算出的圖片名稱(chēng)根據(jù)按鈕名稱(chēng)計(jì)算圖片名稱(chēng)的函數(shù)：PrivateFunctionGetPicName(ByValS1AsString,ByValS2AsString,ByValS3AsString)AsStringDimResAsStringDimA(3)AsStringRes="000"IfInStr(S1,"顯示")>0ThenA(3)="0"ElseA(3)="1"EndIfIfInStr(S2,"顯示")>0ThenA(2)="0"ElseA(2)="1"EndIfIfInStr(S3,"顯示")>0ThenA(1)="0"ElseA(1)="1"EndIfRes=A(1)&A(2)&A(3)GetPicName=ResEndFunction窗體載入事件代碼：PrivateSubForm_Load()PicName="000"Image1.Picture=LoadPicture(App.Path&"\Picture\"&PicName&".jpg")EndSubCommand1按鈕代碼：PrivateSubCommand1_Click()IfCommand1.Caption="顯示哮喘、腰腿酸軟、便秘"ThenCommand1.Caption="隱藏哮喘、腰腿酸軟、便秘"ElseCommand1.Caption="顯示哮喘、腰腿酸軟、便秘"EndIfPicName=GetPicName(Command1.Caption,Command2.Caption,Command3.Caption)Image1.Picture=LoadPicture(App.Path&"\Picture\"&PicName&".jpg")EndSubCommand2按鈕代碼和Command3按鈕代碼的程序類(lèi)似Command1按鈕代碼。最終的程序效果如下圖5.3。圖5.3程序效果圖5個(gè)性化醫(yī)療鞋墊三維重建5.1NX8.5軟件UG軟件起源于美國(guó)麥道飛機(jī)公司,是一種CAD/CAE/CAM一體化的機(jī)械工程計(jì)算機(jī)軟件,是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析和制造軟件之一,是一個(gè)全三維和雙精度系統(tǒng)[11]。利用這個(gè)軟件可以完成產(chǎn)品從概念構(gòu)思、模型建立、性能分析、加工道路生成等等整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的無(wú)圖紙化生產(chǎn)，因此它廣泛應(yīng)用于航空航天，汽車(chē)，電子制造，家電，造船，模具，精密零件制造等領(lǐng)域。本研究所使用的軟件叫做NX8.5,全稱(chēng)也叫做UGNX8.5，是目前工作中使用最多的一款交互式CAD/CAM系統(tǒng)。新版本NX8.5有以下許多優(yōu)點(diǎn)：（1）提高了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率；（2）改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高開(kāi)發(fā)速度，降低成本；（3）提高建模速度和效率；（4）提高零件的NC編程和加工速度；（5）提高產(chǎn)品耐久性；（6）提高“設(shè)計(jì)-分析”迭代速度，可以更好的幫助用戶(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。5.2鞋墊正向設(shè)計(jì)過(guò)程在三維建模軟件NX8.5中導(dǎo)入之前保存的曲面模型文件，然后進(jìn)入個(gè)性化醫(yī)療鞋墊的設(shè)計(jì)部分，按照之前調(diào)查研究所得到的數(shù)據(jù)修改模型文件，最后重新建模，使用者通過(guò)之前的查詢(xún)軟件來(lái)選擇制造出適合自己的鞋墊。（1）首先導(dǎo)入之前經(jīng)過(guò)逆向處理所保存的文件。單擊NX8.5軟件的“新建”，確定類(lèi)型“建模”，單位選擇“毫米”，關(guān)系為“獨(dú)立的”，然后單擊確定，再打開(kāi)之前保存的文件，如圖5.1。圖5.1（2）處理打開(kāi)的文件。依照打開(kāi)的腳部掃描數(shù)據(jù)畫(huà)輪廓，如圖5.2圖5.2（3）根據(jù)腳部數(shù)據(jù)所畫(huà)的輪廓線，對(duì)其進(jìn)行加厚，形成貼合掃描者腳部的簡(jiǎn)單鞋墊，如圖5.3。圖5.3（4）找準(zhǔn)涌泉穴、小腸反射區(qū)、百敲穴這三處位置。然后在這三處位置分別取直徑30毫米的圓形、直徑65毫米的半圓形、直徑40毫米的圓形，如圖5.4；然后拉伸圓柱凸臺(tái)，拉伸長(zhǎng)度為6毫米，如圖5.5；最后旋轉(zhuǎn)切除得外表面圓弧形狀，形成最終產(chǎn)品，如圖5.6。圖5.4選取凸起位置圖5.5圓柱凸臺(tái)拉伸圖5.6最終產(chǎn)品5.3設(shè)計(jì)材料選擇在個(gè)性化醫(yī)療鞋墊設(shè)計(jì)的過(guò)程中，安全性和健康舒適性始終是第一要素。因此，在材料的選擇上，安全和健康舒適自然是最為優(yōu)先的選擇標(biāo)準(zhǔn)。所以不能簡(jiǎn)單的使用普通的泡沫塑料、棉花、海綿這些緩沖性能差的材料，這樣的鞋墊根本不能起到健康保護(hù)作用，況且對(duì)使用者來(lái)說(shuō)也沒(méi)有什么舒適的體驗(yàn)。綜上考慮，我選擇現(xiàn)在市面上非常流行的新型材料EPP緩沖材料來(lái)作為個(gè)性化醫(yī)療鞋墊的制作材料。EPP材料的特性可以說(shuō)是所有泡沫塑料中的佼佼者，在很多領(lǐng)域它都已經(jīng)顯露出遠(yuǎn)超其他同類(lèi)的優(yōu)良性能，如汽車(chē)行業(yè)，出口包裝行業(yè)等等。首先它環(huán)保無(wú)污染，與傳統(tǒng)的泡沫塑料相比，它的環(huán)保性是最好的，不僅在高低溫中不產(chǎn)生任何的有毒物質(zhì)，還能夠降解，不會(huì)造成白色污染。其次EPP質(zhì)量輕，強(qiáng)度大，雖然在重量上和其他泡沫塑料類(lèi)似，但是同樣的重量，它卻具有更大的強(qiáng)度，更不容易損壞，這也是為什么EPP材料在很多行業(yè)應(yīng)用很廣的一大原因。質(zhì)量輕意味著人們?cè)谌粘Ｐ凶邥r(shí)更舒服，強(qiáng)度大意味著安全。EPP泡沫材料抗震抗壓彈性好，這一點(diǎn)是所有的泡沫塑料都無(wú)法比擬的，它對(duì)于振動(dòng)、沖擊、重壓等有很好的反抗作用，而且彈性好，意味著容易恢復(fù)原形，不會(huì)輕易損壞。因此，EPP實(shí)在是保健鞋墊材料的不二選擇。結(jié)論如今，社會(huì)在不斷的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度越來(lái)越快，一件事物如果遲遲沒(méi)有創(chuàng)新，那么它遲早會(huì)被淘汰。創(chuàng)新是競(jìng)爭(zhēng)力的核心關(guān)鍵點(diǎn)，沒(méi)有創(chuàng)新就意味著淘汰，傳統(tǒng)的腳底按摩和保健鞋墊已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足人們的需求，高速的生活節(jié)奏已經(jīng)不允許患者拿出太多的時(shí)間去醫(yī)院診斷、治療，基于這種情況，一種能夠快速成型、滿(mǎn)足不同患者的各種各樣需求的個(gè)性化醫(yī)療鞋墊就顯得十分重要；本研究就是在這種背景下，在借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的腳底按摩保健技術(shù)的基礎(chǔ)上，基于三維逆向工程思想對(duì)人體腳底板的按摩