掩膜和模型统计数据:膨胀泡沫模型
本教程将介绍掩膜和模型的统计数据,Simpleware ScanIP 可以在统计界面提供由掩膜(体素)和模型(基于多边形)获取的定量信息,如表征多孔介质的体积分数或确定孔隙取向。
数据来源:Simpleware 软件数据文件夹 AuxeticFoam
导入数据
点击 File — Open project,选择 auxetic1_100.sip 文件。
点击 View — 2D slice views — Orientations 更改 2D 视图的方向,可以尝试选择 Medical 1 和 Engineering 1 查看视图变化,将其设置为 Classic。
分割感兴趣区域
采用阈值工具分割
点击 Image processing — Segmentation — Threshold。
在 Threshold 工具面板:
创建分割模型的 3D 预览
点击 3D preview — General — Model preview。
最大化 3D 视图,分割后的模型应如下图所示。
掩膜统计数据
点击 Mask statistics 查看掩膜统计数据。
选择通用统计模板
点击 Mask statistics,显示 Mask statistics template libraries 对话框。
在 Mask statistics template libraries 窗口:
勾选 Library selection 下方的 Built-in。
选择 General statistics (*),右侧 Template description 为该模板的简短描述。
Data available in the selected template 区域为所选模板的信息预览,
点击 Load template。
掩膜的通用统计模板如下所示。
General statistics 模板包含各种数据,如 Voxel count、Voxel volume、Voxel surface area、Mean greyscale、Std dev. of greyscale。右键单击任何一栏可以设置列表,依据需要选择 Show or hide columns 和参数。
泡沫的掩膜 Mask 1 不是一个连续的实体,由不连通的区域组成。因此,还可以显示这些单个区域的统计数据。
将掩膜拆分为连通区域
左键单击选中 Mask 1。
右键选择 Masks — Split selected Masks into connected regions。
所有未连通区域的独立统计信息如下所示。
对于完全连通由一个区域组成的掩膜,选择 Split selected objects into connected regions 则不会有变化。
确定最大连通区域
左键单击 Volume (mm3) 列的标题会按照体积大小进行排序。另一种方法是右键点击表格,选择 Row optionss — Sort by — Voxel volume。本例中 Mask 1:01 是最大的连通区域。
由连通区域列表创建新的掩膜
1. 左键单击选中 Mask 1:01。
2. 右键单击选择 Masks — New Mask from selected regions,随即会在 Mask statistics 和 Dataset browser 均生成该区域的单独掩膜 Mask 2。
3. 返回 Document 标签,点击 3D Preview — General — Model preview 查看新生成的掩膜。
在 Simpleware ScanIP 中可以通过从列表中添加其他参数修改 General statistics 模板。Surface area 参数是基于体素而不是平滑表面。因此,它不是掩膜实际表面积非常精确的表示。Surface triangulation area 计算的是掩膜即时三角剖分表面积,下一步是将它加入到 General statistics 模板中。
修改通用统计模板
返回 Mask statistics 标签。
点击 Template library… 打开 Mask statistics template libraries 对话框。
Library selection 选择 Built-in。
选中 General statistics (*) 模板。
点击 Edit… 按钮。
在 Mask statistics template editor (General statistics) 对话框的 Columns 标签下,树状视图列表显示可添加入模板的所有统计项目。点击不同分类名称前面的 + 号展开所属的完整统计列表。
选择 Surface triangulation — Area,点击 Add selected。
点击 Save as… 将其另存为新的模板。
输入 Template Name 为 General statistics–user。
也可以在 Edit description 写上注释,如“添加了 Surface triangulation Area 统计项”。
依次点击 Save template 和 Close,返回 Mask statistics template libraries 对话框。
Library selection 勾选 User,列表中则显示新的模板 General statistics–user。
上图清晰展示了 Voxel surface area 与 Surface tri:Area 的区别。正如预期,基于体素的测量值要明显大于三角剖分表面测量。
模型统计数据
分割掩膜周围空间
返回 Document 标签。
右键单击 Dataset browser 中的 Mask 2,选择 Duplicate 创建新掩膜 Copy of Mask 2。
右键单击Copy of Mask 2,选择 Boolean operations — Invert。
右键单击Copy of Mask 2,选择 Rename 重命名为 Fluid。
将 Mask 2 重命名为 Solid。
网格划分生成 FE 模型
右键单击 Dataset browser 的 Models,选择 Create a new FE model。
将 Fluid 和 Solid 掩膜拖拽到新建的 Model 1 (FE)。
保留 Model configuration 的默认设置(本例采用 +FE Free 网格划分算法和设置 Coarseness 为 -25 是合适的)。
点击 FE model — General — Full model,生成 FE 网格。
选择通用统计(面)模板
点击 Model statistics,显示 Model statistics template libraries 对话框。
Library selection 勾选 Built-in。
选择 General statistics (surfaces) (*) 模板。
点击 Load template。
右键单击 Model statistics 表格,选择 Objects — Display all objects。
对于这个模板,两个掩膜都自动划分为掩膜和图像边界之间独立的接触面。
上表中 Fluid(surface to Solid) 和 Solid(surface to Fluid) 接触面的 Area 、Polygon count 和Perimeter length 数值都相同。
对于本例的模型统计,Polygon count 和 Surface tri's:Count 数值相同是因为采用 +FE Free 算法生成的网格仅由四面体组成。
通过下拉菜单可以快速切换 Built-in 或 User 的统计模板。
参考