[發明專利]一種虛擬玉米葉片模型可控面元劃分方法

有效

• 申請號: 200910093776.1
• 申請日: 2009-09-28
• 公開（公告）號: CN101673411A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 郭新宇;肖伯祥;趙春江;溫維亮;陸聲鏈
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡小永

技術領域

本發明涉及計算機圖形學和虛擬農業技術領域，特別涉及玉米葉 片三維形態虛擬建模與可視計算技術領域。

背景技術

隨著農業信息化技術的快速發展，新興的虛擬現實技術在農業領 域也越來越多地得到應用，特別值得一提的是，虛擬農業已經成為我 國農業發展的一個重要趨勢，虛擬農業不但可以將農業作物數字化， 而且還能夠為科研人員提供方便的交互性操作與觀察，對于推動農業 發展有著巨大的作用。虛擬現實技術在農業領域的廣泛應用，在計算 機上以三維可視的方式分析、研究和設計農作物的形態結構和生長過 程已經成為可能，對農作物形態結構的研究已經進入到數字化、可視 化的階段。作物數字化設計研究中一個重要的基礎工作是植株或器官 的形態建模，玉米因其結構簡單、形態特征明顯等原因引起了研究者 較大的興趣，關于玉米葉片、根系幾何造型的研究已取得了較大成果。

葉片是玉米主要器官之一，發揮著重要的生理功能，特別是在玉 米光合作用研究方面，更是起到關鍵的影響和作用。隨著虛擬農業的 發展，針對玉米的數字化建模以及基于虛擬玉米模型的可視化科學計 算發揮著越來越重要的作用。由于受到現有計算機軟、硬件環境條件 的限制，使其數據處理能力存在一定的局限，因此在虛擬模型的可視 化科學計算上存在著一個精度和效率的矛盾，即要求較高的計算精度 時，必然導致面元數目的增加而影響計算效率，而要求較高的數據處 理效率時又會影響到計算精度，虛擬模型一旦轉化為面元模型，可控 性就會降低，并且網格簡化過程會導致原有模型特征的丟失，目前尚 無一種保持模型特征的直接可控的面元劃分方法。

發明內容

(一)發明目的

本發明的目的是提供一種虛擬玉米葉片模型可控面元劃分方法， 該方法可以在網格簡化與面元劃分過程中保持葉片關鍵形態，并實現 多層次、多尺度的虛擬玉米葉片模型的網格簡化及面元劃分。

(二)發明內容

一種虛擬玉米葉片模型可控面元劃分方法，該方法包括步驟：

S101：采集玉米葉片表面特征點，采集的特征點為12排，每排5 個點，其中每排對應的5個點中，中間點位于葉脈曲線上，兩端點分 別位于葉片的兩側邊緣，第一排點從葉片根部開始采集，第十二排點 位于葉片尖端，并且第十二排五點重合為一點，1-12排點沿玉米葉片 均勻排布；

S102：以所述特征點作為型值點建立基于NURBS曲面的玉米葉 片虛擬模型；

S103：確定玉米葉片模型形態特征關鍵點；

S104：根據特征關鍵點，利用多線段分裂算法的逆運算進行曲面 網格簡化。

其中，所述NURBS曲面表示方法為如下公式：