虛擬柑橘生長可視化建模研究與實現(xiàn).pdf

1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)為包括農(nóng)業(yè)在內(nèi)的眾多領(lǐng)域中的可視化研究提供了新的方法。虛擬植物(Virtual Plant)就是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。它是應(yīng)用計算機模擬植物在三維空間中的生長發(fā)育，以可視化的方式反映植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)規(guī)律，是隨著信息技術(shù)進步而迅速發(fā)展起來的新興研究領(lǐng)域，己成為計算機領(lǐng)域的研究熱點之一。 本文首先簡要地說明了當前植物生長模擬的一些研究成果和進展，接著重點從形態(tài)發(fā)生模型和可視化模型的角度出發(fā)，對虛擬植物的生長過程進行

2、了多粒度的建模和研究。所謂多粒度，就是指在不同的視角下對虛擬植物進行展示。模型由植物整株到部分到器官逐步細分，能夠在不同層次全方位地展現(xiàn)植物的機理和形態(tài)。 論文所做的主要工作和取得的成果如下： ①結(jié)合L系統(tǒng)和Bézier曲面，論述了對植物器官進行建模的方法，并以柑橘花為例，建立了果樹的果實從花蕾到開花到結(jié)果的全過程生長模型。同時，對柑橘樹葉子的發(fā)育建立了模型。 ②提出利用雙尺度自動機模型和L系統(tǒng)共同對植物進行建模

3、的方法。首先，為使雙尺度自動機模型能夠?qū)?fù)雜的植物進行建模，對其進行了改進，針對其微狀態(tài)提出更為簡潔清晰的建立方式，并提出了帶有剪枝功能的雙尺度自動機；接著闡述了將改進后的雙尺度自動機模型轉(zhuǎn)換成L系統(tǒng)的一般方法，使這兩種方法能夠互補地提高建模效率。 ③從果樹栽培的角度，深入研究了經(jīng)過人工修剪的柑橘樹生長的生理機制，并利用改進后的雙尺度自動機模型和L系統(tǒng)，先后建立了各級枝條和整棵樹的生長模型。在樹的生長模型中考慮了剪枝的影響，建立