基于生理生態(tài)的黃瓜葉色建模與可視化研究.pdf

1、植物器官的顏色表達(dá)是植物內(nèi)部生理機(jī)制與外界環(huán)境因素相互作用的結(jié)果，因此對(duì)植物葉色變化過(guò)程進(jìn)行真實(shí)模擬是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題，同時(shí)也是數(shù)字植物的重要研究?jī)?nèi)容。本文以黃瓜葉片為研究對(duì)象，基于生理生態(tài)因素對(duì)葉色變化進(jìn)行建模與可視化仿真研究，具體開(kāi)展了如下研究工作:
　　 提出了一種基于相對(duì)葉綠素含量的黃瓜葉片顏色仿真方法。通過(guò)連續(xù)對(duì)正常生長(zhǎng)狀態(tài)下的黃瓜葉片圖像采集及相對(duì)葉綠素含量SPAD值測(cè)定，建立黃瓜葉片顏色分量與SPAD值的數(shù)學(xué)關(guān)

2、系模型，結(jié)合葉片色素濃度分布圖灰度值分布規(guī)律，對(duì)葉色空間分布進(jìn)行仿真，實(shí)現(xiàn)了基于SPAD值黃瓜葉片表觀顏色變化可視化模擬，獲得了較好的真實(shí)感效果。
　　 提出了一種基于多種色素濃度的黃瓜葉片表觀顏色仿真方法。通過(guò)對(duì)正常生長(zhǎng)狀態(tài)下的黃瓜葉片圖像采集及葉內(nèi)多種色素（包括葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素）濃度值測(cè)定，將每個(gè)顏色分量值與三種色素濃度值進(jìn)行多元回歸分析，建立了黃瓜葉片顏色分量與多種色素濃度值的數(shù)學(xué)關(guān)系模型，結(jié)合物理光照模型，對(duì)

3、不同光照條件下、不同材質(zhì)葉片因反射和漫射而產(chǎn)生的不同葉片表觀進(jìn)行可視化模擬，實(shí)現(xiàn)了結(jié)合植物葉片生理知識(shí)和物理光線知識(shí)的黃瓜葉色渲染，真實(shí)感較強(qiáng)。
　　 提出了不同缺素條件下黃瓜葉片表觀顏色仿真方法。通過(guò)將掃描的真實(shí)葉片圖像每個(gè)像素的顏色值與去色后的圖像相應(yīng)像素的灰度值進(jìn)行擬合，構(gòu)建了顏色分量R、G、B與灰度值及時(shí)間之間的函數(shù)關(guān)系，結(jié)合NormalMap技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了不同程度缺氮狀態(tài)下黃瓜葉片表觀顏色分布變化仿真;基于已建立的顏色分