虚拟植物模型及可视化研究

虚拟植物模型是当前农业信息技术与计算机图形领域主要的研究课题之一。所谓虚拟植物模型就是通过计算机来仿真模拟植物生长过程,其在农林业领域拥有广阔的发展前景。本文将对虚拟植物模型的分类进行阐述,并介绍和分析基于X3D技术基础上的一些关键技术与优势,从而进一步的探讨基于该虚拟植物模型技术的原理和方法。最后,针对当前国内外该技术的应用现状及在应用中的一些问题,为未来该领域的研究进行展望。     

虚拟植物模型及可视化研究

虚拟植物模型是当前农业信息技术与计算机图形领域主要的研究课题之一。所谓虚拟植物模型就是通过计算机来仿真模拟植物生长过程,其在农林业领域拥有广阔的发展前景。本文将对虚拟植物模型的分类进行阐述,并介绍和分析基于X3D技术基础上的一些关键技术与优势,从而进一步的探讨基于该虚拟植物模型技术的原理和方法。最后,针对当前国内外该技术的应用现状及在应用中的一些问题,为未来该领域的研究进行展望。     

基于L系统虚拟植物生长模型的研究

器官是植物形态构建的关键因子.本文从虚拟植物生长工作基本原理,并从基于L系统技术来虚拟植物的生长出发,针对植物形态结构的复杂,虚拟植物生长的各器官之间存在着很强的交互性和协调性,及目前虚拟植物模型构建方法可能带来的非结构化等问题,提出了利用L系统构建虚拟植物模型的技术,结合油菜生长的具体实际,虚拟植物的生长;最后对虚拟植物各个器官之间的关系和不同环境的适用性等方面进行了展望.     

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。     

L-系统的基本概念和示例

L－系统（L-system）是表达植物形态结构和生长规则的重要方法,因而是设计虚拟植物,模拟植物生长发育过程和农作物育种的重要工具,本文力求深入浅出而又不失严谨地介绍L－系统的基本概念,分类和典型示例,希望通过本文能引起广大农业科研工作者对L－系统的兴趣。     

虚拟农场地形地貌建模研究

提出了利用导入农场地形轮廓、合理规划地形高度图的方法建立可动态更新的统一数据地形,并通过合理设计地形纹理,使纹理贴图与地形有机结合,实现了逼真的地表效果。在农场地貌设计中,为了解决虚拟农场中无法实现按农艺要求种植植物的问题,提出了在虚拟场景编辑模式下建立自定义插件,完成批量精确定位种植植物的方法,实现了虚拟环境下种植农作物的自动化、精确化。以上方法建立的地形及地形上的植物可动态实时更新,为后期进一步开发农场仿真操作提供了技术保障。     

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。     

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。     

基于D0L系统的树木三维可视化模型研究

对树木的形态进行三维模拟 ,以D0L为基本算法 ,运用VC和OpenGL将抽象算法三维可视化 ,从而得到形象逼真的立体树木形态模型 ,并且利用该模型计算出树木的叶面积指数和光斑密度 .结果表明 ,运用D0L系统得到的模型具有一定的形态逼真性和运用价值 ,经扩充后还可用于植物理论生物学和实验观测生物学的仿真研究 .     

虚拟建模(VM)技术在虚拟设计中的应用

利用虚拟建模(VM)技术在虚拟设计中的应用，提出了网络环境下构建虚拟实验室的简单模型和方案。它的显著特点之一就是利用存储在计算机内部的数字化模型——虚拟场景，来代替实物模型进行仿真，设计和分析，从而改变传统的设计理念，在时间、质量、成本、服务和环境等多方面提高决策设计水平。     

基于Unity3D的虚拟水流墙系统的设计研究

针对现有水流墙系统中水流真实性不高、可移植性不好等问题,开发一套新的基于Unity3D虚拟水流墙系统.该系统采用SPH算法对水流墙系统中的水流加以优化,使其能够达到模拟真实水流的效果,真实地模拟了水流的视觉效果和物理特性.利用C#语言编写的画线代码可以完美地在屏幕上画线改变水流的路线.同时采用了以线段代替点的全新存储结构,减小存储压力,从而提高性能.该项目成果可大量发布于Windows、Android、IOS、Linux等多系统中供用户进行体验,并且对硬件需求不高,无需绑定硬件,一般配置都可以完美运行,支持发布到多种操作平台,以便满足多平台的需求,使用户可以得到更真实、更全面、更方便的体验效果.     

如何优化基于Quest3D的园林虚拟现实系统

虚拟现实技术可以广泛应用于虚拟园林的各个方面,并带来实际效益。本文对基于Quest3D的园林虚拟现实系统制作过程的建模和编辑阶段分别提出了优化的方法,以期得到更好的表现效果。     

基于虚拟现实技术的变电站系统设计

以沈阳市供电公司东陵分公司上伯关变电站为研究对象,采用3D max构建基本电力模型并利用VRP平台进行系统集成,构建真实的虚拟变电站系统,从而将变电站系统的整个运行模式以动态的形式清晰地展现在电脑屏幕上。并就系统构建过程中电气元件三维建模、虚拟漫游技术的关键问题作了具体分析。     

解剖学“虚拟标志肌学习软件”的设计与开发

针对医学院校教学用人体标本匮乏的现状,提出运用虚拟现实技术辅助解剖学教学的方法。作者基于VT（Virtools dev）交互行为模块（BB模块）开发了解剖学《虚拟标志肌学习软件》,并对软件的教学设计、主要功能及开发过程进行了介绍。     

土地整治规划设计三维建模方法的比较

当前土地整治规划设计停留在二维基础上,缺乏立体、多角度、全方位的展示,存在主观性强、工作效率低、公众参与度弱等缺陷,最终导致规划设计质量不高、实施效果欠佳。而在三维环境下,规划设计可充分利用地理信息系统技术,使大量属性数据在三维场景中直观地反映出来,以辅助规划设计决策。目前,国土资源管理部门组织实施了一些研究项目来针对该领域进行探索,国内学者也应用不同的建模方法对土地整治三维规划设计进行探索。该研究分析了土地整治项目的特点,明确了土地整治项目对三维模型的特殊需求,逐个分析了几种主流建模方法的优缺点,总结出每种方法对于土地整治三维建模的适用性,最后提出了可供选择的方案与建议。     

基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模研究

[目的]研究基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模方法。[方法]在分析当前虚拟植物建模方法缺点的基础上,提出了基于功能-结构互反馈思想的建模方法,详细阐述了该方式建模的各个步骤,包括形态结构模型的确定、生物量生产模型的确定、生物量分配模型的确定、器官重建模型的确定以及形态结构模型与功能模型的融合方法。[结果]基于功能-结构互反馈的机制突破了生理生态模型与形态结构模型的界限,可以解决2类模型之间数据传输的困难,建立融合2者于一体的模型,能够有效的反映植物形态与功能之间内在的关联关系,更加符合植物的生长机理。该建模方式在动态模拟植物生长方面具有显著的优越性。[结论]基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模方法为下一阶段植物生长状态的模拟提供了基础,对动态准确的模拟植物的生长过程有着重要意义。     

基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模研究

[目的]研究基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模方法。[方法]在分析当前虚拟植物建模方法缺点的基础上,提出了基于功能-结构互反馈思想的建模方法,详细阐述了该方式建模的各个步骤,包括形态结构模型的确定、生物量生产模型的确定、生物量分配模型的确定、器官重建模型的确定以及形态结构模型与功能模型的融合方法。[结果]基于功能-结构互反馈的机制突破了生理生态模型与形态结构模型的界限,可以解决2类模型之间数据传输的困难,建立融合2者于一体的模型,能够有效的反映植物形态与功能之间内在的关联关系,更加符合植物的生长机理。该建模方式在动态模拟植物生长方面具有显著的优越性。[结论]基于功能-结构互反馈的虚拟植物建模方法为下一阶段植物生长状态的模拟提供了基础,对动态准确的模拟植物的生长过程有着重要意义。     

基于Quest3D的虚拟园林漫游系统的设计与实现

目前,虚拟现实技术在园林中的应用尚处于探索时期,但随着计算机软硬件水平的提高和可视化技术的不断发展更新,虚拟现实技术在园林中应用的领域逐渐广阔,对园林设计的影响也越来越大.文章以一个城市广场的园林设计为例,结合Quest3D技术制作开发了一个园林漫游展示系统.介绍了园林漫游展示系统的设计过程,研究了园林场景的建模、植物和水体模型的控制、光照和阴影设置、摄像机设置等问题.探讨了Quest3D技术在园林设计中的应用,研究了园林交互展示的相关技术,总结了构建园林漫游展示系统的方法和过程,为园林设计的展示提供一种有效的方法和途径.