水稻群体生长实时绘制与快速碰撞检测技术研究

发布时间：2021-03-24 01:20

　　虚拟作物生长可视化仿真是农业科学与计算机科学的结合,由于虚拟作物仿真能够有效的缩短作物的生育周期,因此在农业科研和农业教学方面有极大的促进作用,而现实世界中作物以群体规模进行种植管理,因此实现大规模虚拟作物的可视化仿真具有重要的现实意义。虚拟作物生长可视化仿真经过多年的发展已取得很多研究成果,但是仍然存在以下两个问题:1)已有研究大多数以作物器官或个体为对象,当以作物群体为研究对象时,由于植株数目较多,且作物生长时的每个状态形态皆不同,因此需要耗费的计算机资源增加,导致绘制效率低,不能满足要求;2)在对虚拟作物器官进行碰撞检测的研究中,已有研究多集中于静态作物的碰撞检测,当作物群体规模增加且需要对动态生长过程进行碰撞检测时,检测效率较低,不满足要求。因此解决上述问题能够有效的促进虚拟作物仿真的发展,进而促进虚拟农业的发展,针对以上问题,本文主要贡献包括:（1）针对作物仿真效率低的问题,设计了 一种多种实时绘制技术相融合的绘制方法在大规模水稻群体的生长可视化仿真时,由于模型结构复杂导致仿真耗时较多,为了实现大规模水稻群体生长过程的实时绘制,本文结合水稻的形态结构模型提出了一种基于多种实时... 

【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１场景裁剪示意图??Ｆｉ．２－１?Ｓｃｅｎｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｃｅｎｅ??

为自适应细分型、采样和几何元素删除型。??自适应细分型方法根据一定的细分规则，把细节信息添加到最简化的原模型中去，??进而形成不同分辨率的ＬＯＤ模型（如图２－２所示）。??ＡＡＡＡ??初始模型?基本模型?第一次细分?第二次细分??图２－２表面细分示意图??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｓｕｂｄｉｖｉｓｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ??采样法是指从原模型中抽取一系列的点，在保证原模型拓扑结构的基础上，生成??不同精度的ＬＯＤ模型。该方法与图像处理中的滤波方法有相同之处，缺点是有时不??能够保持物体本身的拓扑结构。实现方法有两种，一种是根据一定的规则直接从模型??表面选择一组点形成该物体的ＬＯＤ模型，另外一种方法是通过把三维网格覆盖到物??体模型上，并在每个网格单元中选取代表点代表这个网格中的所有点来形成该物体的??ＬＯＤ模型。??几何元素删除法是根据模型中几何元素重要性的不同，将不重要的元素进行删除??或合并，来实现对模型的简化。实现删除的方法有三种：直接进行删除；通过合并来??进行删除；通过对边或三角形进行折叠来删除。反复重复删除过程

叶片之间发生碰撞的几率也不是太大，所以本文主要讨论与解决水稻叶片之间发生碰??撞的情况。??如图２－３所示，水稻群体叶片之间存在两种状态，一种是分离状态，如图２－３中??ａ所示，两张叶片之间没有发生碰撞；另外一种就是相交状态，如图２－３中ｂ所示，??两张叶片发生穿插生长的现象，此时两张叶片发生碰撞。??ｆ＇ｎ??ａ．分闰?ｂ．碰撞??图２－３叶片位置关系示意图??Ｆｉｇ．２－３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｌｅａｆ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ??水稻叶片在不发生折断扭曲的情况下，呈抛物线形状，叶片扁平，我们通过对传??统的碰撞检测算法进行分析比较，选出适合水稻叶片的碰撞检测方法。??２．２．２碰撞问题求解??（１）碰撞检测的基本思想??现实世界中，两个不可穿透的对象不能同时存在于相同的空间中。但是在虚拟三??１８??


本文编号：3096775