虛擬柑橘生長(zhǎng)可視化建模研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。它是應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬植物在三維空間中的生長(zhǎng)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(jìn)步而迅速發(fā)展起來(lái)的新興研究領(lǐng)域，己成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。 本文首先簡(jiǎn)要地說(shuō)明了當(dāng)前植物生長(zhǎng)模擬的一些研究成果和進(jìn)展，接著重點(diǎn)從形態(tài)發(fā)生模型和可視化模型的角度出發(fā)，對(duì)虛擬植物的生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)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(duì)虛擬植物進(jìn)行展示。模型由植物整株到部分到器官逐步細(xì)分，能夠在不同層次全方位地展現(xiàn)植物的機(jī)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(duì)植物器官進(jìn)行建模的方法，并以柑橘花為例，建立了果樹的果實(shí)從花蕾到開花到結(jié)果的全過(guò)程生長(zhǎng)模型。同時(shí)，對(duì)柑橘樹葉子的發(fā)育建立了模型。 ②提出利用雙尺度自動(dòng)機(jī)模型和L系統(tǒng)共同對(duì)植物進(jìn)行建模

3、的方法。首先，為使雙尺度自動(dòng)機(jī)模型能夠?qū)?fù)雜的植物進(jìn)行建模，對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，針對(duì)其微狀態(tài)提出更為簡(jiǎn)潔清晰的建立方式，并提出了帶有剪枝功能的雙尺度自動(dòng)機(jī)；接著闡述了將改進(jìn)后的雙尺度自動(dòng)機(jī)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(bǔ)地提高建模效率。 ③從果樹栽培的角度，深入研究了經(jīng)過(guò)人工修剪的柑橘樹生長(zhǎng)的生理機(jī)制，并利用改進(jìn)后的雙尺度自動(dòng)機(jī)模型和L系統(tǒng)，先后建立了各級(jí)枝條和整棵樹的生長(zhǎng)模型。在樹的生長(zhǎng)模型中考慮了剪枝的影響，建立