[發(fā)明專利]一種交互式虛擬植物動態(tài)可視化方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110180504.2
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102254344A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁維龍;金胡俊
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

1.一種交互式虛擬植物動態(tài)可視化方法，其特征在于：所述可視化方法包括以下步驟：

(1)實驗記錄植物拓撲結(jié)構(gòu)、幾何形態(tài)，所述拓撲結(jié)構(gòu)記錄內(nèi)容包括每個生長階段能夠長出的器官的種類、數(shù)量、位置和彼此之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，所述幾何形態(tài)記錄內(nèi)容包括器官的輪廓以及顏色、大小、角度，設(shè)定植物拓撲結(jié)構(gòu)的記錄周期；

(2)拓撲結(jié)構(gòu)的提取、器官形態(tài)庫的建立：將記錄的植物拓撲結(jié)構(gòu)用參數(shù)化的L系統(tǒng)進行描述，幾何形態(tài)庫通過使用計算機圖形學技術(shù)，將記錄的植物器官幾何形態(tài)以計算機中三維可視化形態(tài)保存；

(3)參數(shù)化L系統(tǒng)的改進：改進的參數(shù)化L系統(tǒng)是在代表枝、莖、葉、果、花植物器官的字符中，加入年齡參數(shù)，并在枝、莖、葉器官參數(shù)中加入表現(xiàn)外力作用的偏轉(zhuǎn)角參數(shù)，使用角度的變化來表現(xiàn)植物在外界作用下形態(tài)變化；

(4)通過用戶輸入的靜態(tài)環(huán)境因素，根據(jù)預(yù)先的條件判定函數(shù)，計算出植物模型的形態(tài)參數(shù)；

(5)動態(tài)可視化虛擬植物模型：模型通過對改進參數(shù)化L系統(tǒng)字符串的迭代以及各個器官的年齡參數(shù)不斷的進行改變，并進行圖形化的解釋，從而實現(xiàn)虛擬植物的動態(tài)可視化。

2.如權(quán)利要求1所述的一種交互式虛擬植物動態(tài)可視化方法，其特征在于：所述可視化方法還包括以下步驟：

(6)虛擬植物在實時環(huán)境因素的影響下，虛擬植物模型通過對改進的參數(shù)化L系統(tǒng)中的外力偏轉(zhuǎn)角參數(shù)進行改變，從而使得虛擬植物可視化形態(tài)發(fā)生實時變化。

3.如權(quán)利要求2所述的一種交互式虛擬植物動態(tài)可視化方法，其特征在于：所述步驟(6)中，將植物主莖以及枝分為若干剛性節(jié)間，并將一端設(shè)為固定端，一端設(shè)為自由端，通過彈性桿偏轉(zhuǎn)角度的計算公式，計算枝、莖、葉器官參數(shù)中各個刷新時間外力作用的偏轉(zhuǎn)角參數(shù)。

4.如權(quán)利要求2所述的一種交互式虛擬植物動態(tài)可視化方法，其特征在于：所述步驟(6)中，對枝莖發(fā)生形變之后離開平衡位置，將節(jié)間未受外力作用時的自由端點作為平衡位置，在阻尼力的作用下，振幅逐漸減小，最終回到未受外力時的平衡位置。

5.如權(quán)利要求2～4之一所述的一種交互式虛擬植物動態(tài)可視化方法，其特征在于：所述可視化方法還包括以下步驟：

(7)虛擬植物形態(tài)參數(shù)的輸出：虛擬植物在預(yù)定周期內(nèi)停止形變，并輸出入該狀態(tài)下的虛擬植物的形態(tài)參數(shù)。

6.如權(quán)利要求5所述的一種交互式虛擬植物動態(tài)可視化方法，其特征在于：所述可視化方法還包括以下步驟：

(8)用戶根據(jù)系統(tǒng)輸出的形態(tài)參數(shù)，通過比較判定與真實情況下植物的形態(tài)的差異，通過人機交互得到農(nóng)業(yè)專家關(guān)于栽培措施的指導(dǎo)。