目前,精準(zhǔn)農(nóng)、林業(yè)信息化技術(shù)研究多是對(duì)數(shù)字植物的仿真模擬。有關(guān)虛擬花卉植物的研究很多都是利用圖形建模知識(shí)來(lái)模擬花卉植物的生長(zhǎng)和變換,計(jì)算復(fù)雜且操作不靈敏。隨著三維掃描和點(diǎn)云重建技術(shù)研究的開(kāi)展,為花卉植物形態(tài)可視化提供了新的研究手段。針對(duì)植物形態(tài)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,為了避免這種復(fù)雜的建模過(guò)程,本文在三維掃描的花卉植物數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上,對(duì)花卉植物的生長(zhǎng)變形過(guò)程進(jìn)行模擬。運(yùn)用三維掃描儀間斷掃描獲取月季和君子蘭等12種花卉植物,15天周期中6個(gè)生長(zhǎng)期的模型和生長(zhǎng)序列數(shù)據(jù),基于實(shí)測(cè)三維掃描數(shù)據(jù)與花瓣結(jié)構(gòu)特征,提出了一種分割花瓣結(jié)構(gòu)處理數(shù)據(jù)的方法,并利用MATLAB中給定函數(shù)形式的數(shù)據(jù)擬合方法得出植物生長(zhǎng)曲線。實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)自由變形算法從交互操作向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)變,將傳統(tǒng)花卉植物生長(zhǎng)模擬與三維模型的自由變形進(jìn)行融合和改進(jìn)。針對(duì)植物生長(zhǎng)模擬,論文基于實(shí)測(cè)三維掃描數(shù)據(jù),提出了一種通過(guò)變形算法模擬植物動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)的方法。該方法變形控制簡(jiǎn)單,花卉植物復(fù)雜的形態(tài)特征得以保留,而且擬合的生長(zhǎng)曲線更接近實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),使花瓣形態(tài)及生長(zhǎng)模擬更真實(shí)。論文結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和改進(jìn)后自由變形算法的模擬方法與基于幾何的花卉植物開(kāi)放模擬方法進(jìn)行了... 

【文章來(lái)源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：55 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)花瓣模型構(gòu)建

傳統(tǒng)自由

納杓疲?⒃諶肆潮湫�、�??譜骷捌?瞪杓頻攘煊蚨加泄惴涸擻謾?其中，貝塞爾曲線的基本性質(zhì)“關(guān)鍵點(diǎn)可以控制曲線彎曲”，該性質(zhì)為自由變形技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了理論基矗由Bezier曲線可以擴(kuò)展至Bezier曲面，進(jìn)一步為Bezier體。在自由變形算法（FFD）的實(shí)現(xiàn)理論中，操縱變形對(duì)象時(shí)，只需將待變形對(duì)象當(dāng)作一個(gè)Bezier體，三維空間中的Bezier體通過(guò)改變外部控制框架形態(tài)，從而使內(nèi)部對(duì)象發(fā)生變形。FFD算法是Sederberg和Parry首次提出的，其實(shí)質(zhì)：如果物體的控制框架改變，則會(huì)牽動(dòng)其中的對(duì)象發(fā)生變化（SederbergandParry，1986）。如圖2.3所示，在控制框架中加入待變形物體，改變控制點(diǎn)位置時(shí)，內(nèi)部模型會(huì)隨著該框架發(fā)生伸縮扭曲變換。圖2.3傳統(tǒng)自由變形算法實(shí)現(xiàn)Figure2.3Implementationoftraditionalfreedeformationalgorithm基于自由變形算法，三維變形技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。其中，F(xiàn)FD方法經(jīng)拓展后，Coquillart提出將Lattice塊形狀從平行六面體應(yīng)用至棱柱體、圓柱體等（Coquillar.，1990）；BarrAH等人則利用RFFD（有理FFD方法），通過(guò)加權(quán)因子，操縱控制框架發(fā)生形變（BarrAH，1984）；LamousinHJ等人提出了一種結(jié)合NURBS的NFFD方法，有機(jī)地結(jié)合整體形變和部分形變，從而更好地控制嵌入對(duì)象（LamousinandWaggesnspack，1994）；HsuW等人則提出了一種方法可以直接根據(jù)表面上點(diǎn)的變化位置，通過(guò)反轉(zhuǎn)點(diǎn)陣，求得頂點(diǎn)新的位置以實(shí)現(xiàn)所需的變形（Hsuetal.，1992）。在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，自由變形技術(shù)是一種允許物體簡(jiǎn)單自由變形的技術(shù)。在該算法下，物體嵌入到一個(gè)網(wǎng)格之中，通過(guò)調(diào)整控制框架從而改變內(nèi)部物體的幾

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于體感交互的沉浸式森林景觀展示研究[D]. 李萌.北京林業(yè)大學(xué) 2013
[2]虛擬植物器官生長(zhǎng)和變形技術(shù)研究[D]. 曾令秋.重慶大學(xué) 2009

碩士論文
[1]高度真實(shí)感的觀賞植物形態(tài)與生長(zhǎng)可視化[D]. 周赟.北京林業(yè)大學(xué) 2014
[2]基于點(diǎn)云的曲面重建技術(shù)研究[D]. 邱春麗.北京交通大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3258083