本书内容属于智能化信息科学理论、方法与牙齿正畸技术两个学科的交叉领域，是作者第一次出版相关领域的著作，国内外目前还没有同类著作出版。本书从虚拟仿真技术应用于景物仿真和实验仿真，到数字口腔牙颌模型分割、牙齿正畸路径规划，再到牙龈软组织变形、模型修补和边缘平滑，系统全面地论述了虚拟仿真技术及其在数字口腔领域的系统性应用。本书编写由浅入深，理论论述严谨，并结合实践进行验证分析，适用面广，可作为高校和科研院所相关领域专家学者的研究参考，也可作为计算机相关专业本科和研究生课程的教辅资料。
本书共10章，分为两个部分：第一部分为1～4章，论述了虚拟仿真技术、海面高光和舰船航迹模拟、实验系统模拟等研究成果；第二部分为5～10章，论述了数字口腔技术和虚拟牙齿正畸方面的研究成果，包括：基于深度学习的二维和三维的种子点自动拾取方法，以及基于目标区域约束的牙颌模型分割方法，可根据牙颌特征自动点选种子点，并将探测范围锁定在实际分割线的周围，在保证牙齿分割精度的同时，实现高效的全自动分割；改进多粒子群的路径规划和过矫正正畸方案生成方法，解决多目标高维度的路径规划问题，更符合临床正畸过程；改进质点弹簧模型的牙龈形变仿真方法，以及牙冠网格模型根部重建方法。

第1部分 虚拟仿真技术
1 虚拟仿真技术概论
1.1 虚拟现实技术
1.2 景物模拟仿真
1.3 虚拟装配与实验
1.3.1 虚拟装配技术
1.3.2 虚拟装配关键技术的研究
参考文献
2 海面高光模拟
2.1 相关研究综述
2.2 高光反射BRDF经验模型
2.2.1 CG-BRDF模型
2.2.2 RG-BRDF模型
2.3 实验结果及分析
参考文献
3 舰船航迹模拟
3.1 相关研究综述
3.2 船首船行波航迹建模
3.3 船行波粒子系统建模
3.4 船尾航迹建模
3.5 实验结果及分析
3.5.1 基于OSG粒子系统的船首船行波实现
3.5.2 基于OSG粒子系统的船尾航迹实现
3.5.3 实验结果
参考文献
4 三维虚拟高压实验系统
4.1 相关研究综述
4.2 系统设计
4.3 实验操作数据处理
4.3.1 数据文件设计
4.3.2 实验操作方法
4.4 实验结果及分析
参考文献
第2部分 数字口腔技术
5 数字口腔概论
5.1 口腔数字化
5.2 虚拟口腔手术
5.3 虚拟牙齿矫正
5.3.1 虚拟牙齿矫正流程
5.3.2 虚拟牙齿矫正方法
参考文献
6 基于深度学习的种子点自动拾取
6.1 二维的方法
6.1.1 YOLO-v4算法
6.1.2 数据预处理
6.1.3 网络配置及种子点投射
6.1.4 实验结果分析及处理
6.2 三维的方法
6.2.1 特征导向的图卷积网络
6.2.2 数据预处理
6.2.3 改进的多尺度图卷积网络结构
6.2.4 实验结果分析及处理
参考文献
7 基于目标区域约束的牙颌模型分割
7.1 相关研究综述
7.2 模型曲率可视化
7.3 分割线初始点求解
7.4 分割线探测
7.4.1 根据曲率探测
7.4.2 探测角度约束
7.5 实验结果及分析
7.5.1 分割效果及时问
7.5.2 相关算法对比
参考文献
8 基于改进多粒子群的牙齿矫正路径规划
8.1 牙齿理想位姿的确定
8.2 牙齿碰撞检测问题
8.3 约束条件及优化目标
8.4 改进多粒子群算法
8.4.1 标准粒子群算法
8.4.2 多粒子群牙齿矫正算法问题建模
8.4.3 多粒子群矫正算法参数改进
8.4.4 引入MOPSO解集的多粒子群矫正算法
8.5 实验结果及分析
8.5.1 牙齿矫正效果评估
8.5.2 牙齿运动路径评估
8.5.3 牙齿运动过程展示
8.6 虚拟牙齿矫正方案生成
8.6.1 牙齿矫正方案设计
8.6.2 牙齿矫正方案评估
8.6.3 矫正方案可视化
参考文献
9 牙龈软组织变形仿真
9.1 相关研究综述
9.2 质点弹簧模型分析
9.3 传统模型改进及应用
9.3.1 阈值约束
9.3.2 光滑度度量
9.3.3 实验结果及分析
9.4 包裹变形算法分析
9.4.1 包裹变形算法
9.4.2 变形效果评价指标
9.4.3 实验结果及分析
9.5 褶皱区域细分优化
9.5.1 Loop细分规则
9.5.2 三角网格质量评价方法
9.5.3 细分判定改进
9.5.4 实验结果及分析
9.6 视觉效果分析
参考文献
10 牙冠网格模型根部重建研究
10.1 根部重建方法综述
10.2 牙冠边缘平滑处理方法
10.2.1 牙冠边缘特征分析
10.2.2 噪点分类方法
10.2.3 牙冠边缘平滑处理算法
10.2.4 实验结果及分析
10.3 牙根特征重建算法
10.3.1 相关理论基础
10.3.2 牙齿根部总体设计
10.3.3 基于几何特征的多牙根支根选择方法
10.3.4 牙齿根部仿真流程
10.4 牙根网格表面风格学习
10.4.1 构建牙齿根部风格迁移样本集
10.4.2 牙齿根部风格迁移网络模型及使用方法
10.5 实验结果及分析
10.5.1 单牙根仿真效果对比
10.5.2 多牙根仿真效果对比
10.5.3 牙根风格迁移效果对比
参考文献