Yumuşak dokuların 3B modellenmesi ve dokunsal cihazlar kullanılarak deformasyonun simülasyonu

Günümüz teknoloji çağında, bilgisayar grafiklerindeki gelişmeler sayesinde, birçok nesne asıllarına uygun şekilde sanal ortamda 3B modellenebilmesinde kayda değer gelişmeler elde edilmektedir. 3B modelleme ile iç içe olan sanal gerçeklik teknolojisi kullanılarak günlük yaşamda karşılaşılması muhtemel tepkilerin aynısı, sanal ortamda oluşturulan senaryolar ile birebir benzetilebilmektedir. Günümüzde, sanal gerçeklik teknolojisi kullanılarak, tıp eğitiminden pilotların uçuş eğitimlerine birçok alanda kullanılmak üzere simülatörler geliştirilmekte ve yaygın olarak kullanılmaktadır. Tıp eğitiminde, doktor adaylarının pratik eğitimi için oldukça maliyetli olan ve etik bazı sorunlara yol açan kadavralar kullanılmaktadır. Tıp eğitimindeki bakış açısının değişmesi ile birlikte, geliştirilen simülatörler ile doktor adaylarının çeşitli senaryolar kullanarak sayısız tekrar yapmalarına olanak sağlanarak pratik kazanmaları gerçekleştirilmektedir. Bunun yanında simülatör yazılımları ile birlikte kullanılan ve dokunsal geri bildirim sağlayan cihazlar ile psikomotor becerilerin kazanımı gerçekleştirilebilmektedir. Böylelikle adaylar, gerçek bir organa ya da dokuya dokunduklarında hissettikleri deneyimi bilgisayar ortamında modellenmiş model üzerinde aynı tepkiyi hissedebilmektedir. Bu tez çalışmasında, insan vücudu içerisinde bulunan safra ve dalak gibi organların deformasyon algoritmaları ile benzetimlerinin yapılabilmesi için bir simülatör yazılım platformu geliştirilmiştir. Sistemde öncelikle, organlar anatomik yapılarına uygun şekilde 3B olarak modellenmiştir. Geliştirilen simülatör üzerinde, tasarlanan dokunsal cihaz donanımı ile organ üzerine dokunulduğunda ya da çekme kuvveti uyguladığında model üzerinde gerçekleşen deformasyonun gerçekleşmesi sayesinde geri bildirim sağlanmıştır. Çalışmada, zengin grafikli 3B modellerdeki deformasyonun alınabilmesi için kütle yay metodu ve moleküler modelleme metodu kullanılmıştır. Ek olarak, dokunsal cihaz ile modellenmiş örgü yapısı içerisinde hangi noktaya temas edildiğinin tespiti için çarpışma tespiti yöntemi tercih edilmiştir. Tez çalışmasında geliştirilen simülatör üzerindeki tüm benzetimler, OpenGL kütüphanesi içerisinde bulunan fonksiyonlar kullanılarak gerçek zamanlı olarak gerçekleştirilmiştir.