[發(fā)明專利]一種辣椒果實(shí)幾何建模方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010608010.5
• 申請(qǐng)日: 2010-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102063736A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫維亮;郭新宇;杜建軍;肖伯祥;陸聲鏈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種辣椒果實(shí)幾何建模方法。

背景技術(shù)

數(shù)字植物是數(shù)字農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)性研究工作，其綜合利用數(shù)字化技術(shù)對(duì)植物的生命過(guò)程和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行定量化可視化研究，為植物幾何建模、生長(zhǎng)過(guò)程模擬、可視化計(jì)算、植物生命體系的數(shù)字化表達(dá)、協(xié)同科研試驗(yàn)、集成應(yīng)用以及成果共享等，提供支撐技術(shù)和信息服務(wù)平臺(tái)。

隨著計(jì)算機(jī)硬件性能的不斷提高以及虛擬植物建模、景觀設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的不斷研究，使得較高真實(shí)感的植物造型成為可能和必需。

辣椒果實(shí)長(zhǎng)圓筒狀，果肉較厚，顏色艷麗、美觀；分為紅色、黃色、紫色、綠色等多種顏色。整個(gè)果實(shí)一般分為2到4個(gè)部分(不含柄)，相鄰兩部分的連接處有比較明顯的溝痕，并且果實(shí)的上下兩個(gè)尖端明顯下凹。

植物果實(shí)的幾何建模方法主要通過(guò)植物本身的輪廓特征結(jié)合參數(shù)曲面來(lái)構(gòu)建：

蘇紅波基于蘋果果實(shí)的外形特征，提取外形參數(shù)，利用Bezier曲線，擬合外圍輪廓曲線，將輪廓線按照一定的軌跡曲線旋轉(zhuǎn)，構(gòu)造了蘋果果實(shí)；參考文獻(xiàn)：蘇紅波，郭新宇，陸聲鏈，溫維亮，王衍安，戴仕明，蘋果花序幾何造型及可視化研究，中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2009，2，5(02)。

陸玲和周書民提出了一種基于曲面參數(shù)方程的植物果實(shí)的造型方法，該方法使用凹凸紋理處理方式對(duì)橢球參數(shù)方程進(jìn)行變形，模擬各種不同形狀植物果實(shí)形狀。參考文獻(xiàn)：陸玲，周書民，植物果實(shí)的幾何造型及可視化研究，系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2007，4，19(8)。

鄧青青等人通過(guò)拼接多個(gè)Bezier曲面，實(shí)現(xiàn)了果實(shí)表面的構(gòu)建，模擬了柑橘和蘋果。參考文獻(xiàn)：鄧青青，虛擬柑橘生長(zhǎng)可視化建模研究與實(shí)現(xiàn)。

上述背景技術(shù)有如下缺陷：

輪廓線按照軌跡線旋轉(zhuǎn)的方法構(gòu)造的果實(shí)較光滑，難以構(gòu)造表面凹凸感較強(qiáng)的植物果實(shí)；

基于曲面參數(shù)方程的植物果實(shí)的造型方法對(duì)構(gòu)建果實(shí)外形的控制不夠靈活；

通過(guò)拼接多個(gè)Bezier曲面構(gòu)造果實(shí)的方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)曲面的無(wú)縫光滑拼接，并且容易出現(xiàn)表面的縫隙斷裂等情況。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何構(gòu)造出辣椒果實(shí)凹凸感較強(qiáng)的果實(shí)模型，并且果實(shí)模型表面光滑無(wú)裂痕。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種辣椒果實(shí)幾何建模方法，包括以下步驟：

S1：根據(jù)辣椒果實(shí)表面的標(biāo)記點(diǎn)分別采集辣椒果實(shí)每個(gè)部分表面的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)，所述辣椒果實(shí)被表面的溝痕將所述辣椒果實(shí)分為2到4個(gè)部分；

S2：根據(jù)每部分的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)利用NURBS曲面分別對(duì)每個(gè)部分建模；

S3：采用樣條拼接方法將各部分建模的模型拼接成完整的辣椒果實(shí)模型。

其中，所述步驟S2中具體建模的NURBS公式如下：