基于点云数据的火龙果三维交互系统的设计与开发

为虚拟植物形态结构模型的构建及建立植物形态结构与生长机理的关系提供关键技术和基础框架。基于点云数据和3DS MAX 2012器官精确三维形态建模方法,构建不同生育期火龙果地上部三维形态模型,最终实现火龙果三维交互系统的设计与开发。该系统对于构建其他作物器官的三维模型具有指导意义。     

作物生长实现数字化分析

本项目研究人员经努力实现了玉米、水稻实株型结构数字化设计，为超高产育种、资源高效利用提供了先进的高新技术研究手段。提出了一种植物拓扑结构建模方法和基于结构一功能模型的虚拟植物生长的体系架构，建立了基于数字化技术的植物形态结构信息采集系统与植物器官形态描述模型，对玉米、水稻等主要农作物形态进行了三维数字化测定，构建了器官形态描述模型与参数库，实现了叶片生长过程中的3维空间取向规律与冠层空间光分布的3维模拟的定量分析，并基于双尺度自动机和马尔可夫过程原理，构建了根系生长的模拟模型。     

基于虚拟植物技术的水稻模型研究进展浅析

概述了基于L-System技术的虚拟植物技术研究进展和现状,着重介绍了运用L系统建模语言构建的水稻模型的发展。围绕一个水稻秧苗模型和虚拟育种模型,叙述了包含水稻形态发育、生理进程和重要环境因子的水稻功能-结构模型发展进程、技术现状和应用方向。最后对基于虚拟植物技术的水稻生长模型研究所存在的问题进行了探讨,并对解决问题的对策和水稻生长模型研究的发展前景进行了展望。     

虚拟桃树的可视化研究

虚拟植物是新兴的研究领域,目前用于构造植物形态的计算机模型很多,适合反映植物形态结构的动态变化规律的模型是动态结构模型,能模拟植物的动态生长过程,包括L系统和AMAP模型等。在研究的基础上,提出了一种用L系统建立植物模型,实现虚拟植物可视化的方法。     

油菜虚拟生长的研究

虚拟植物即应用计算机模拟植物在三维空间中的生长发育状况，是近20年来发展起来的一种新兴技术。本文通过对虚拟植物研究范围的探讨及虚拟软件L系统的介绍，分析了植物外部形态的特点，并结合油菜生长过程中各个器官形态变化规律的本质，动态地模拟出油菜在不同生长阶段的形态，尤其是在茎杆的模拟，实现了用户与虚拟油菜的交互式调控，总结了L系统和油菜分枝的数据结构，这更有利于准确动态模拟出油菜的主体形态结构。最后，本文对油菜与环境的相互作用及其相关方面等进行了展望。     

基于二叉树结构的参数化L系统的计算模型研究

在虚拟植物生长模型的设计与研究中,L系统一直是主要的研究热点。基于二叉树结构的三维植物模型,深入研究了参数化L系统,提出了基于二叉树的参数化L系统模型,并设计了相关的算法。此模型能够清晰地表明三维植物图形的生成以及植物器官间的遗传关系,为虚拟植物生长模型建立提供了新的方法。     

基于L-系统规则组合机制的植物建模新方法

L-系统是基于植物学规则进行树木建模的经典方法之一,已被广泛地应用于虚拟植物生成与应用中,但在实际建模中还存在规则提取难,建模周期长等问题。针对这个问题提出了L-系统规则组合的建模新方法,该方法利于树木形态及生长规则的复用,从构建基本的分枝结构、叶序、花序和果实等器官不同造型库出发,并结合相关的植物形态学、植物生理生态学知识和野外实测的树木形态因子数据,进行器官模型组合,最终形成树木三维几何模型。最后以龙眼树等为建模实例,基于该方法快速实现了三维建模,取得了较好的效果。目前该方法较适于构建具有复杂器官的高大乔木,还不足以模拟所有的植物,通过介绍该方法,希望在一定程度上降低L-系统建模的难度,达到快速建模的目的。     

基于L系统的开心形苹果树枝干模型

虚拟植物模型即用计算机模拟植物的生长发育。本文通过虚拟植物研究方法L系统理论的介绍,结合开心形苹果树的形态结构特点,使用虚拟植物模拟软件L-studio,动态地模拟出开心形苹果树在不同生长阶段的三维形态。通过使用随机规则控制树枝生长方式,并使用管道模型模拟枝干的加粗生长,实现了开心形苹果树的基本形态模型。     

基于Open L-System的植物生长模拟研究

为了真实地模拟植物生长发育过程，引入了Open L-System建模理论。在植物形态发生模型的基础上，根据植物生长时其形态特征及环境之间的相互作用，构建了综合考虑植物生长发育与环境影响的虚拟植物模型。     

虚拟小麦的研究进展

虚拟植物是当今虚拟现实领域研究的热点之一,虚拟小麦是虚拟植物的一个研究分支.在介绍虚拟植物模型、研究成果及其优缺点的基础上,从小麦的生理生态模型、形态结构模型和生长模型等方面,综合叙述虚拟小麦的研究现状,归纳总结了目前虚拟小麦存在的主要问题及解决方法.     

虚拟水稻的可视化研究

论述了适合反映植物形态结构动态变化规律的模型,在此基础上,提出了一种用L系统建立的虚拟植物模型,实现了虚拟植物的可视化。     

基于自由曲面和L–system的红掌生长模型

针对红掌花卉生长可视化中参数难以确定的问题进行研究,提出推导控制点的方法,建立红掌器官模型：采用Bezier曲线结合扫描成型的方法来构造叶柄模型,采用双三次NURBS曲线对佛焰苞进行建模;运用红掌的相关表型数据拟合生长函数,提出基于红掌生长规律的微分L–system,可有效模拟红掌的拓扑结构和生长过程;通过虚拟器官表示红掌器官的几何属性,降低微分L–system的复杂度。试验验证提出的方法对红掌各项生长指标拟合度可达0.89以上,并可对每个生长阶段的红掌进行模拟,能有效地对红掌的生长过程进行建模。     

结合图像重建和L系统的虚拟水稻模型系统设计

提出了一种结合图像重建和L 系统的虚拟水稻可视化模型系统。水稻主茎采用L系统生成,由于水稻细节对视觉效果影响较小,采用水稻器官表面重建,用规则建模来提高模型的可控性,基于图像重建可以得到更好的可视效果。结果表明,该系统方法能够降低建模复杂度,较好地实现虚拟水稻的可视化展现。     

Research on the modeling method of soybean leaf＇s structure simulation

Leaf is one of the most important organs of soybean. The modeling of soybean leaf structure is useful to research of leaf function. The paper discussed it from two aspects that were distilling method of leaf profile and establishing method of leaf simulation model. It put forward basic method of soybean leaf digital process, and successfully established simulation model of soybean leaf structure based on L-system. It also solved a critical problem in the process of establishing soybean growth simulation model. And the research had guiding significance to establishment of soybean plant model.     

Research on the modeling method of soybean leaf’s structure simulation

Leaf is one of the most important organs of soybean.The modeling of soybean leaf structure is useful to research of leaf function.The paper discussed it from two aspects that were distilling method of leaf profile and establishing method of leaf simulation model.It put forward basic method of soybean leaf digital process,and successfully established simulation model of soybean leaf structure based on L-system.It also solved a critical problem in the process of establishing soybean growth simulation model.And the research had guiding significance to establishment of soybean plant model.     

基于参数L-系统的温室番茄植株的三维重建

研究利用参数L-系统对温室番茄植株的生长过程进行快速高效的三维可视化仿真的方法。首先根据番茄植株的生长特点从图像中提取植株骨架,分析其拓扑结构,总结出番茄植株生长的参数L-系统公式集,然后利用图像与计算机图形学相结合的方法,对公式集进行图形符号解释,模拟再现番茄植株的生长过程。为了保证真实性,重建的虚拟番茄植株的茎干骨架利用来自Kinect数字化结果的真实番茄植株的茎干样本进行绘制;叶片采用了基于图像与图形相结合的方法重建,花和果实用纯图形学方法进行模拟。在VC++平台上,结合OpenGL图形库实现了可视化仿真过程。研究中所提出的方法能够较好地模拟温室番茄植株动态生长的过程,同时具备快速性与真实性。     

虚拟作物研究进展

本文说明虚拟作物的研究意义，从植物的生理生态过程和形态结构的角度来分析虚拟作物的研究历程及国内外研究现状，简单说明虚拟植物软件AMAPpara所采用的数学模型，介绍另外一种生成植物图象的形式语言L-System.     

水稻植株的虚拟生长

以节间及其着生叶或穗为单位,将水稻植株分解成N 3个结构单元(N为植株总叶龄),采用L系统技术描述了水稻植株拓扑结构。并根据田间试验获得的水稻品种武运粳7号植株器官的几何参数,结合L系统的导龟解释,实现了武运粳7号不同生长阶段植株空间形态结构的虚拟再现。     

虚拟植物模型研究概况

虚拟植物模型应用L-system为基础,构建各种算法,用软件表现出植物在环境影响下的生长情况、内部物质成分等。本文主要对环境和植物相互影响的虚拟植物模型进行了概述。