USE OF THREE-DIMENSIONAL SIMULATION TO DETERMINE THE MASSES AND WEIGHT CHARACTERISTICS OF A PERSON WITH ANTHROPOMETRIC PARAMETERS
DOI:
https://doi.org/10.32782/KNTU2618-0340/2021.4.2.1.20Анотація
Three-dimensional human models are the most realistic, reflect an anatomical structure, precisely transmit the relief and color features of the object, are subject to modification to change appearance. The 3D model is a multifactorial source of patient information, it allows to significantly reduce the required volume of interaction with the user compared to existing methods.
The paper proposes to use three-dimensional simulation to determine the mass-weight characteristics of a person by its anthropometric parameters. To do this, use 3D scanners(body scanners for body digitization), which makes it possible to create a human body model in full height, as well as individual parts of the body.
The use of trivist modeling for diagnostics has the following benefits: high operations of the survey; high reliability of diagnosis; the possibility of examining patients in various posters; High accuracy of measurement, archiving capability, contactless measurement method
An analysis of the domain industry has been carried out. The formulas are given to calculate the body weight index, body volume, percentage of fat in the body, body area, percentage of subcutaneous fat in the body based on measuring parameters on a three-dimensional model.
The method of determining the area of the body using a human polygonal model by finding the sum of the areas of components of triangles is proposed.
The method of determining the volume of the body using a three-dimensional model of humans by performing slices by horizontal planes is proposed. As a result, a body segment is obtained. The resulting upper cut is trianged to replace the segment with triangular prisms. To do this, use vertical planes that are perpendicular to the base of the segment. Subsequently, the volumes of components of the triangular prism are found, which are replaced by segments. The sum of their volumes determines the volume of the segment. To find the volume of human body, the volumes of the components of the segments are summarized.
The studies conducted can be used in medical practice.
Тривимірні моделі людини є найреалістичнішими, відображають анатомічну структуру, точно передають рельєфні та кольорові особливості об’єкта, підлягають модифікації для зміни зовнішності. 3D- модель є багатофакторним джерелом інформації про пацієнта, дозволяє істотно знизити необхідний обсяг взаємодії з користувачем порівняно з існуючими методами.
У роботі запропоновано використовувати тривимірне моделювання для визначення масо-вагових характеристик людини по її антропометричних параметрах. Для цього використовують 3D-сканери (боді-сканери для оцифрування тіла), що дає можливість створювати в 3D просторі модель тіла людини на повний зріст, а також окремих частин тіла.
Використання тривимірного моделювання для діагностики має такі переваги: висока оперативність проведення обстеження; висока достовірність діагностики; можливість проведення обстежень пацієнтів у різних позиціях; висока точність вимірювання, можливість архівування, безконтактний метод вимірювання.
Проведено аналіз предметної галузі. Наведено формули для розрахунку індексу маси тіла, об'єму тіла, відсотку жиру в організмі, площі тіла, відсоток підшкірного жиру в тілі на основі вимірянь параметрів по тривимірній моделі.
Запропоновано метод визначення площі тіла з використанням полігональної моделі людини шляхом знаходження суми площ складових трикутників.
Запропоновано метод визначення об’єму тіла з використанням тривимірної моделі людини шляхом виконання зрізів горизонтальними площинами. В результаті отримують сегмент тіла. Отриманий верхній зріз триангулюють з метою заміщення сегменту трикутними призмами. Для цього використовують вертикальні площини, які перпендикулярні до основи сегменту. У подальшому знаходять об’єми складових трикутних призм, якими заміщують сегменти. Сума їх об’ємів визначає об’єм сегменту. Для знаходження об’єму тіла людини підсумовують об’єми складових сегментів з урахуванням масштабу.
Проведені дослідження можуть бути використанні в медичній практиці.
Посилання
Vidsotok zhyru v orhanizmi. (2021). URL: https://uk.jejakjabar.com/wiki/Body_fat_ percentage .
Bessesen, D.G., & Kushner, R. O. (2004). Izbyitochnyiy ves i ozhirenie: profilaktika, diagnostika i lechenie. Moskva: Binom.
Charikov, A.G. (2016). Analiz pokazateley teloslozheniya cheloveka : Vyipusknaya kvalifi-katsionnaya rabota : 010400. Sankt-Peterburg.
Homutetskiy, V. A. (2021). 10 sposobov izmerit protsent zhira v tele. URL:https://changeyourbody.ru/kak-opredelit-procent-zhira-v-organizme.
Martirosov, E. G., Nikolaev, D. V., & Rudnev, S.G. (2006). Tehnologii i metodyi opredeleniya sostava tela cheloveka : monografIya. Moskva : Nauka.
Vaha tila liudyny. (2021). URL: https://uk.wikipedia.org/wiki/ Vaha_tila_liudyny.
Homutetskiy, V. A. (2021). 10 sposobov izmerit protsent zhira v tele. URL: https://changeyourbody.ru/kak-opredelit-procent-zhira-v-organizme.
Ploshcha tila liudyny: formula obchyslennia i pryklady rozrakhunku. URL: http://yrok.pp.ua/nauka/15321-ploscha-tla-lyudini-formula-obchislennya-prikladi-rozrahunku.html.
Romaniuk, O. N. (2001). Kompiuterna hrafika : navch. posibnyk. VDTU.
Romaniuk, O. N., Marushchak, A. V., Shmaliukh, V. A., Mykhailov, P. I., Chekhmestruk, R .Iu., Perun, I. V. (2021). Analiz 3D-body skaneriv / Na shliakhu do industrii 4.0: informatsiini tekhnolohii, modeliuvannia, shtuchnyi intelekt, avtomatyzatsiia: мonohrafiia. Odesa, s.65-82.
Treleaven, P., & Wells, J. (2007). 3D Body Scanning and Healthcare Applications. Computer, 40, 7, 28-34.
Romaniuk, O. N., Bazhan, V. M., Mykhailov, P. I., & Chekhmestruk, R. Yu. (2021). Haluzi vykorystannia bodi-skaneriv: Tezy dop. KhII Mizhnarodnoi nauk.-tekhn. konf. «Informatsiino-kompiuterni tekhnolohii – 2021», (m. Zhytomyr, 01 - 03 kvitnia 2021 r.). Zhytomyr, 80-82.
