基于L系统的植物叶脉模拟的研究

近年来，随着计算机软硬件技术水平的不断提高，虚拟植物的研究得到了迅猛的发展。为此，针对网状叶脉的特征，以大豆为例，研究了其自相似性。在可视化模拟过程中，设计了描述网状叶脉形态的L系统，并使其在采自真实叶片的轮廓内生长，解决了传统的叶脉模拟方法中的叶缘不吻合问题，基本实现了对网状叶脉的较为形象的模拟。     

植物叶脉可视化造型研究

提出了植物叶脉可视化建模方法,包括植物叶的形态几何建模及植物叶脉的形状建模.植物叶的形态几何模型采用矩形形状变形;同时对植物叶脉的形状建模提出了多种构建方法.利用非线性多项式生成羽状叶序,提出了基于种子生长的随机迭代方法生成网状脉及基于叶片生长方法生成掌状脉序.方法简单易行,可控性好,易于构造各种不同类型的叶脉.通过给出的树叶模拟结果,表明其仿真效果较好.     

基于构造体系的植物生长定量化研究

通过分析植物的形态生理特性,从植物形态结构的构造体系出发,着重对植物的拓扑结构及其节间、叶片等器官形态变化进行了定量描述,并提出了一种虚拟植物模型构建方法。通过实例可视化验证,表明该模型能有效地模拟植物的生长发育过程。     

图像与L系统相结合的柑橘叶片形态特征重构研究

为了快速、逼真、有效地描述植物叶片的外在形态特征,提出了一种基于图像与L系统相结合的柑橘叶片形态重构的方法。该方法利用边缘检测的方法提取柑橘叶片的边缘以及叶脉的分布特征,以Harris计算与叶脉相关的特征点。最后用L系统和B样条曲线对柑橘叶片形态进行重构。通过实验表明,该方法能够快速、有效地描述出柑橘叶片的形态,降低柑橘叶片模型构建的复杂度。     

基于参数曲线的虚拟植物形态控制方

提出一种利用L系统建立植物拓扑结构原型,利用规则曲线、三次样条曲线、B样条曲线对植物参数进行控制的虚拟植物形态控制方法,以达到直观虚拟植物控制形态的目的.重点分析了参数曲线与植物参数的关系,建立了植物长度类参数、角度类参数、颜色类参数与参数曲线的关联模型.试验表明,该方法简单直观,生成的图形真实感强,适用于虚拟植物的模拟研究.     

基于细胞神经网络的植物叶片图像中叶脉的提取

叶片是植物最重要的器官之一,特别是在识别植物种类时起着关键作用.叶脉包含了植物的内在特征和重要遗传信息,叶脉复杂多变的特点使得传统的边缘检测方法不适用于叶脉络的提取.为此,提出了一种基于细胞神经网络(CNN)的植物叶脉图像提取方法.试验结果表明:与传统图像处理方法相比,该方法通过神经网络参数的合理设计,能够提取出较为理想的叶脉络和叶边缘信息,提高了提取的准确性.     

基于图像特征提取与L-系统的植株模型重建研究

以水稻植株模型的重建为研究对象,为尽可能地保留植株原始形态特征,研究过程中充分运用图像处理技术对水稻植株叶片图像进行了特征信息提取,并应用于叶片器官模型重建;同时,结合L-系统建模方法在稻穗器官模型重建的基础上,将图像处理技术与L-系统建模机制相结合,较为形象、逼真地实现了对水稻植物模型的虚拟重建。实验仿真结果表明,该方法能够较好地保存植株原始形态特征,对相关领域研究具有一定的参考价值。     

虚拟植物系统模型耦合构建技术

在构建植物生长模型时考虑其形态结构与生理功能交互关系,建立了虚拟植物模拟模型,并基于图形技术建立了植物形态的可视化模型.通过模型耦合构建出虚拟植物系统.基于芦苇生长过程进行了模拟检验,结果表明本系统对植物生长发育具有较好的预测性和可行性.     

基于Laplace边缘检测算法虚拟植物系统的研究与实现

将计算机信息技术引入农业生产研究是目前农业生产研究的新发展方向,并伴随产生了农业信息化这样的新领域。植物叶片几何形状的识别是农业信息化结合数字图像处理技术的一个方面。为此,通过理论分析和仿真计算对研究植物叶片形状的传统图像边缘检测技术进行了分析比较,并创造性地提出了利用Laplace边缘检测算子来改进植物叶片几何形状的识别与检测系统。Laplace边缘检测算子的二维几何形态的建模具有数据的表达与复制的功能,通过生成的图像处理数据更加准确地识别与检测不同种类植物叶片的形态,为农业生产研究者提供更加有效、更加准确的研究数据。     

基于形态重构的叶片性状特征可视化表达方法

针对目前叶片性状特征在信息融合与表达过程中存在单一性及抽象性等问题,提出一种基于形态重构的叶片性状特征可视化表达方法。以温室黄瓜叶片生长为例,将有效积温、生长速率等作为特征参数,建立叶片形态发生模型,利用参数化样条曲线描述叶缘、叶脉的几何形态,采取二分法递归地分割叶缘及叶脉曲线,以实现叶片曲面的网格化细分,结合叶色纹理信息映射模型,提出叶片性状特征的可视化表达方法。实验结果表明,运用该方法得到的叶片性状特征模拟值与观测值之间的相对误差较小,其决定系数均达到0. 95以上,均方根误差不大于0. 236,与传统的建模方法相比,该模型具有更高的拟合度和可靠性,能够有效实现黄瓜叶片性状变化的动态仿真,可为实时掌握和预测植物生长发育状况提供依据。     

虚拟现实技术及其在农业中的应用

虚拟现实技术被视为21世纪的高新技术，已经在教育、工业、农业、商业、医疗等各领域中发挥重要作用。本文叙述了VR的概念及其主要技术，并从虚拟动物、虚拟植物、农机产品虚拟设计开发、虚拟仪器、农业试验仿真研究等几个角度介绍了VR技术在农业中的应用。     

基于L-系统的虚拟植物生长模型设计

现代农业发展需要植物生长模拟技术的支持,而迅速发展起来的虚拟植物模拟也成为研究作物生长领域的一个热点。为此,研究了L-系统方法用于描述虚拟植物生长的表达机制。基于植物形态的分形特征,采用L-系统方法,在虚拟植物生长方面,结合计算机图形学技术的有力支持,对植物生长过程进行了模拟研究。     

分形理论在植物形态模拟中的应用

在虚拟植物生长建模的可视化研究中,分形是其重要的理论基础。它利用自然景物本身存在的自相似性,通过多种分形造型方法对自然实体进行建模。根据植物形态学原理和计算机图形学技术,采用分形方法可绘制出形态逼真的植物。为此,介绍了分形的基本理论,并在VisualC++6.0中利用迭代法对几种经典的分形树进行了程序模拟;在此基础上,通过连续改变分形树的内部参数,模拟了植物的动态变化过程,产生计算机动画效果,有较强真实感。     

声发射检测技术在杨树苗木需水检测中的应用

介绍了声发射检测技术在植株需水检测中应用的意义,分析了检测的原理和特点,构建了检测系统,并对其在杨树苗木的应用情况进行了分析.应用结果表明:此种技术在检测植株需水状况中的应用有很高的经济效益,诊断需水信息指标更直观,易于实现实时监测.     

冬小麦麦穗小花的三维可视化建模方法的研究与实现

小麦麦穗器官的空间复杂性使其很难在虚拟中真实再现.为此,研究了冬小麦麦穗小花主要器官(麦芒、麦粒等)的建模方法.同时,提出了基于等高线的三维重建方法实现麦芒的建模,采用球面变形方程实现了麦粒以及内稃和外稃的建模.研究表明,利用新提出的建模方法可以有效实现麦穗小花主要器官的建模以及可视化模拟,虚拟效果可视化结果逼真度较高.     

基于L系统大豆叶片形变模拟的研究

叶是植物的重要器官之一,它包含了植物生长的重要信息.为此,以大豆为例,采集叶片的生长信息,提取叶特征参数,通过数据分析建立数学模型,并根据其叶片厚度较薄和极易变形的特点,提出了大豆叶片形变模型的建立方法.     

植物叶片栅格数据矢量化方法的研究

在虚拟植物技术研究中,植物几何形态数据的获取及测量是一项基础而重要的工作.为此,提出了一种将植物叶片的栅格图像数据转换为矢量图像数据的方法.采用这种方法可以减少植物几何数据获取工作的时间,提高测量数据的精度和工作效率.     

基于L-系统的3D虚拟植物冠层光合作用模拟模型

为定量分析植物冠层结构与光分布及光合作用之间的关系,模拟实际环境中植物冠层的实时光合速率,为诸如作物模型中产量估测提供一种植物冠层尺度光合生产力计算方法,本文构建了基于L-系统的3D虚拟植物冠层光合作用模拟模型。模型主要分为3部分:基于L-迭代文法系统与三维图形绘制技术构建3D虚拟植物冠层结构,利用正向光线跟踪及天空可见率算法模拟虚拟冠层内光辐射(Photosynthetically active radiation,PAR)传输,基于太阳几何参数、大气影响参数及地理位置等参数计算真实环境中虚拟冠层顶部实时PAR强度。利用此模型,直接输入或插值处理光合环境因子数值,采用单叶光合作用模型和相关呼吸作用模型,可计算冠层内净光合作用速率并进行周期内植物体生物量的积累估算。以实测的幼龄杉木为模拟对象,计算其冠层内净光合作用速率及周期内生物量积累,模拟结果表明,基于虚拟冠层的PAR分布模拟及其冠层光合作用速率计算,是一种对植株光合生产力估算的有效方法。     

虚拟现实技术及其在汽车工业中的应用现状与趋势

虚拟技术是近几十年迅速发展起来的新技术,它与制造业的结合使制造业产生了革命性的改变,特别是对于汽车工业的影响更是出乎预料。虚拟技术的重要性得到了充分地认识,世界各国都制定了相应的发展规划来促进该技术的研究。详尽论述了虚拟技术在汽车的设计、制造、试验、生产组织和驾驶等各个领域的应用,简要分析了虚拟技术的发展趋势,认为虚拟技术是未来的制造业赖以生存和发展的主要技术之一。