Bilgiustam
Türkiye'nin Bilgi Sitesi

3D Baskı Yüz Protezlerinde Renk Yönetimi Nasıl Yapılır?

0 62

3B görüntü yakalama ve 3B görüntü baskısı arasındaki renk iletişiminin farklı şekillerde kullanılması nedeniyle, bu tür bir üretim işlemi kullanılırken basılı ve orijinal nesneler arasında genellikle önemli renk farklılıkları vardır. CIE renk ölçümüne dayalı geleneksel renkli görüntü yeniden üretim teknikleri 80 yıldan uzun süredir kullanılmaktadır ve renkli görüntüleri çeşitli görüntüleme koşulları altında bir dijital ortamdan diğerine dönüştürmede çok iyi performans göstermektedir. Bununla birlikte, 3B baskı teknolojisi için geleneksel renkli görüntü yeniden üretim tekniklerinin uygulanması o kadar kolay değildir.
Bu protokolle, 3B renkli nesneler tek renkli 3B nesnelere ve 2B renkli görüntülere bölünebilir. Bunu akılda tutarak, insan rengi görünüm nitelikleri aracılığıyla 2B renkli görüntüyü kamera RGB’den karşılık gelen yazıcı RGB’ye dönüştürmek için geleneksel bir renk yeniden üretim tekniği uygulanabilir. 3D görüntüleme cihazları aracılığıyla doğru bir renk üretimi elde etmek için, belirli bir cihazın renk sistemini insan görsel sistemine bağlamak için özel renk profillerinin geliştirilmesi gerekir.

3D Görüntü Aygıtları İçin Renk Profilleri ve Geliştirilmesi

3D Baskı Yüz Protezlerinde Renk Yönetimi Nasıl Yapılır?Bir 3B kameradan 3B yazıcıya gerçek bir renk yeniden üretmek için, kamera RGB ve yazıcı RGB’yi insan gözü tepkisine (CIE XYZ üç boyutlu değerleri) bağlamak için hem bir kamera renk profilinin hem de bir yazıcı renk profilinin geliştirilmesi gerekir. Cilt rengi ve tonlarındaki varyasyonlar dikkate değerdir ve dijital Macbeth ColorCheckerDC çizelgeleri (X-Rite Inc., Grand Rapids, MI, ABD) gibi farklı insan popülasyonları şablonları için mevcut olan tüm cilt renkleri spektrumunu denemek ve dahil etmek için çok sayıda eğitim rengi sağlamak için kullanılabilir. Bu yöntemi kullanarak, bir 2D renk tablosu, istenen renklerle 200 (l) × 150 (w) × 3 (h) boyutlarında bir 3D modele dönüştürülebilir ve Z Corp Z510 renkli yazıcı gibi bir 3D yazıcı kullanılarak yazdırılabilir.
Bunlar daha sonra test renkleri olarak kullanılabilir ve daha sonra, yazdırılan renk tablosunda üretilen her eğitim rengi için CIE XYZ tristimulus değerleri, Minolta CM 2600d (Konica Minolta Inc., Tokyo, Japonya) gibi bir spektrofotometre kullanılarak renk ölçümleri alınarak elde edilebilir. Ölçümler sırasında, d / 8 görüntüleme geometrisi (dağınık aydınlatma, 8 derecelik görüntüleme) gibi standart görüntüleme koşulları uygulanmalı, aynasal bileşen dahil edilmeli ve açıklık boyutları tutarlı bir şekilde tanımlanmış bir çapa — 3 mm’ye ayarlanmalıdır. Aydınlatıcı aynı zamanda tutarlı ve ideal olarak, gün ışığı koşullarında ten rengini simüle etmek için CIE standardı D65 ve CIE 1931 standart gözlemcisi dâhil olmak üzere bir endüstri standardına uygun olmalıdır.
Eğitim renkleri için yazıcı RGB ve CIE XYZ tristimulus değerlerine dayalı olarak, üçüncü dereceden bir polinom regresyon modeli kullanılarak bir yazıcı renk profili geliştirilebilir. Aynı tablo kullanılarak bir kamera renk profili de üretilebilir. Renkli görüntüler, kullanılan eğitim renklerinin sayısı için 3dMD kamera sistemi ve kamera RGB’si tarafından yakalanır. Daha sonra, bu kamera RGB ve CIE XYZ tristimulus değerlerine dayanarak, ikinci dereceden bir polinom regresyonu kullanılarak bir kamera renk profili geliştirilebilir. Bu yöntemi kullanarak, görüntünün her pikseli için, kamera RGB’si önce CIE XYZ tristimulus değerlerine dönüştürülür ve ardından yazıcı RGB’ye geri dönüştürülür.

Renk Üretim Değerlendirmesi

İnsan yüzü için renk üretimini değerlendirmek için önce bir renk testi çizelgesi tasarlanması gerekir. Bu, dört Kafkas, iki Çinli, iki Asyalı, dört Afrika ve iki Karayip ten rengi dahil olmak üzere önceden belirlenmiş 14 insan ten rengi kullanılarak gerçekleştirilebilir. Daha sonra, kullanılacak renkli yazıcı (Z Corp Z510) kullanılarak tanımlı ve tutarlı boyutlara sahip bir 3B renk şeması oluşturulmalıdır. Herhangi bir nihai protezin uygulanacağı şekilde son işlemden sonra, bu tabloya orijinal renk şeması adı verilir.
3D Baskı Yüz Protezlerinde Renk Yönetimi Nasıl Yapılır?Renk üretimi daha sonra iki farklı 3B renkli görüntü yeniden üretim sistemi kullanılarak üretilmesi gereken iki yeniden üretim tablosu kullanılarak değerlendirilebilir. İlk çizelge üretildiğinde, orijinal çizelgenin renkli görüntüsü 3dMD kamera sistemi kullanılarak yakalanmalı ve ardından 3B baskı için Z Corp Z510 yazıcıya gönderilmeden önce 3B geometride yalnızca küçük düzeltmelerle işlenmelidir. Bu basılı renk şemasına daha sonra ilk reprodüksiyon olarak atıfta bulunulabilir. İkinci işlem için, önerilen 3B renkli görüntü yeniden üretim sürecini takiben gerçekleştirilebilir. Bu basılı tablo daha sonra ikinci çoğaltma tablosu olarak adlandırılabilir.
Renk reprodüksiyonunun performansını değerlendirmek için, her bir renk şemasındaki her bir renk yaması için CIE XYZ tristimulus değerleri bir spektrofotometre (Konica Minolta cm-2600d) kullanılarak ölçülmelidir. CIE aydınlatıcı D65 altındaki 14 test renginin her biri için orijinal tablo ile iki reprodüksiyon tablosunun her biri arasındaki renk farkı, bir CIELAB renk farkı formülü kullanılarak hesaplanmalıdır. Renk farkı için ortalama, maksimum, minimum ve standart sapma kaydedilebilir ve tablo haline getirilebilir. Bu değerlerin örnekleri görülebilir. Doğru bir şekilde uygulandığında, bu yöntem, 3B renkli görüntü yeniden üretim sistemleri kullanılarak renk yeniden üretiminde önemli bir gelişme sağlanabileceğini gösterecektir. Yüz yumuşak doku protezlerinin üretiminde başarılı bir şekilde uygulanması için, 3D baskılı nesneler için kabul edilebilir bir renk farkı yaklaşık 3–4Eab’dir.

Renk Dokusu Eşlemesi

Çoğu 3B fotogrametri sistemi, 2B görüntüyü 3B yüzey üzerine sararak doku yanılsaması verebilir. Bu sarılı doku aslında cilt yüzeyinde ince kırışıklıklar, gözenekler veya lekeler oluşturmaz ve bu nedenle hızlı prototip oluşturma sürecinde çoğaltılamaz. 3B çokgen ağın yan yana görünümünü ve 3B kamera sistemi (3dMD Sistemi) tarafından yakalanan 2B bitmap görüntüsünü gösterir. Görüntüden, 3B ağın aslında 2B bitmapte açıkça görülebilen gözenekler ve kırışıklıklar dahil ince ayrıntılar içermediği görülebilir. 3B ağdaki her çokgen, 2B bitmap’teki belirli bir bölgeye bağlanır. 3B ağdaki vurgulanmış çokgenleri ve 2B bitmapten rengi tek renkli bir çokgen üzerine yerleştirmek için kullanılan bölgeyi gösterir.
Gerçekçiliği artırmak ve hastanın cildinin karakterizasyonunu iyileştirmek için çeşitli teknikler geliştirilmiştir. Böyle bir yöntem, gözenekler, kırışıklıklar ve ince çizgiler gibi yüzey detaylarının 3D modele dahil edilmesini içerir. CAD tasarım sürecindeki yükseklik alanı eşlemesi (aynı zamanda kabartma eşleme olarak da bilinir) doku referans görüntüsünü geometrik bir desene çevirmek için kullanılabilir. Yükseklik alanı haritalama, ince 2B görüntüleri 3B geometrik sanal modellere çevirme yöntemidir. Bu, yukarıda açıklandığı gibi beyaz (yüksek) ve siyah (düşük) gri tonlamalı doku referans eşlemesine dayanır ve temsili dokuyu yüz modelinin uygun alanlarına eşlemek için uygulanabilir. Bu teknikler sadece bitişik yüz anatomisinden / topografiden hastaya özel verileri değil, aynı zamanda aynı bölgenin tedavi öncesi 2D fotoğraflarını da kullanabilir. 3D Baskı Yüz Protezlerinde Renk Yönetimi Nasıl Yapılır?
İkincisi, eksik yüzün diğer kısımlarından gelen dokunun uygun olmadığı veya tutarlı olmadığı veya değiştirilecek alanı temsil ettiği durumlarda protez model yüzeyine manuel olarak gerçekçi cilt dokuları eklemeye izin verir. Gri seviye yoğunluğuna bağlı olarak (beyazdan siyaha), bilgisayar yazılımı cilt yüzeyindeki kusurların derinliğini kontrol edebilir. Orijinal bir dış görünüm derinliği haritası gösterilirken, düz bir yüzey üzerine doku eklemek için kullanılabilir. Yüzey topografyası gri seviye yoğunluğuna göre değişir ve tek tek gözeneklerin ve kırışıklıkların konumu gösterilmiştir. Elde edilen ağ, düz bir yüzey (c) üzerinde dış görünüm benzeri bir doku oluşturacak şekilde 3B olarak yazdırılabilir.
Bu tür bir yazılımın esnekliği göz önüne alındığında, doku yalnızca düz yüzeylere değil, aynı zamanda karmaşık 3B şekillere de eşlenebilir. Ancak son protezde sağlanan detay, sadece elde edilen 3 boyutlu verilerin çözünürlüğüne değil, aynı zamanda 3 boyutlu yazıcının çözünürlüğüne ve işlemde kullanılan toz ve bağlayıcı türünün özelliklerine de bağlıdır. Tabii ki baskı işleminde toz kullanımı, bu tür ayrıntılar CAD işleminde haritalandırılabilse bile, yükseklik alanı eşlemesinden türetilen dokunun ayrıntılarını azaltacaktır. Aksine, daha ince pudra kullanmak, baskılı protez üzerine çok ince detayların eklenmesini sağlayacaktır.

Kaynakça:
https://www.researchgate.net/publication/318529481_Colour_quality_assessments_of_3D_facial_prostheses_in_varying_illuminations
https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-017-1480-x

Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu

Bunları da beğenebilirsin

Cevap bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Bu web sitesi deneyiminizi geliştirmek için çerezleri kullanır. Bununla iyi olduğunuzu varsayacağız, ancak isterseniz vazgeçebilirsiniz. Kabul etmek Mesajları Oku