基于光作用的虚拟植物生长模拟与可视化研究
Virtual plant growth simulation based on illumination model.
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摘要: 虚拟植物生长模拟研究是数字林业的研究热点。为了在植物生长过程模拟中考虑植物的生理特征,真实地 反映不同光照条件对植物各组织器官形态结构及生长发育特征的影响。基于植物的光生长环境仿真,提出了一种 基于光照模型的植物器官形态结构动态演替生长算法。采用双三次Bezier 曲面构建植物叶片组织器官,并引入曲 面影响因子、植物光属性因子,对植物形态结构和叶序分布进行真实感建模。根据光照对植物叶片生长发育的影 响,提出了基于光作用的碳汇动力学仿真和植物分枝结构的动态演替方法。为了验证本算法的有效性,依据不同 光照条件下绿萝的生理特征数据,对该生长模型算法进行了有效验证,获得了较好的真实感效果。Abstract: Virtual plant growth simulation is a hot research area of digital agriculture and forestry. In order to consider plant physiological characteristics in growth process simulation, and a true reflection of the different illumination conditions influence plant tissues and organ morphological structures and the growth and development characteristics, we presented a dynamic succession growth algorithm of plant organ morphology structure based on illumination model. By using the bi-cubic Bezier curved surface, we can simulate the plant leaf tissues and organs. Moreover, the plant morphological structure and leaf arrangement distribution were described by introducing the impact factor of surface and the factor of plant light attribute. According to the light influence on the growth of plant leaves, we presented a dynamic succession method based on carbon-sinks and plant branching structure. In order to validate the effectiveness of algorithm, the growth model of Scindapsus aureus was described and the algorithm was effective. According to these plant physiological characteristic data in different illumination conditions, the algorithm was validated and obtained good realistic effect.
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Keywords:
- virtual plant /
- growth simulation /
- illumination model /
- plant organ modeling
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