兰花开花过程三维模拟系统研究

系统仿真学报 ›› 2015, Vol. 27 ›› Issue (10): 2546-2552.

兰花开花过程三维模拟系统研究

许艳凰¹, 姚俊峰², 杨宝容², 王其棣¹, 孙玉珍¹

1.漳州城市职业学院,福建漳州 363000;
2.厦门大学软件学院,福建厦门 361005

收稿日期:2015-06-08 修回日期:2015-07-24 出版日期:2015-10-08 发布日期:2020-08-07
通讯作者: 姚俊峰(1973-),男,山西代县,博导,教授,研究方向为计算机图形学,虚拟现实技术。
作者简介:许艳凰(1982-),女,福建泉州,硕士,讲师,研究方向为计算机图形学,虚拟现实技术。
基金资助:
福建省中青年教师教育科研项目(JB14210); 福建省科技重大专项 (2013HZ0004-1)

Research on Simulation System of 3D Orchid Flower Blossoming Process

Xu Yanhuang¹, Yao Junfeng², Yang Baorong², Wang Qidi¹, Sun Yuzhen¹

1. Zhangzhou City College, Zhangzhou 363000, China;
2. Software School of Xiamen University, Xiamen 361005, China

Received:2015-06-08 Revised:2015-07-24 Online:2015-10-08 Published:2020-08-07

摘要/Abstract

摘要： 我国的国花——兰花类属繁多,形态各异,目前尚未有人对其进行花开仿真研究。通过研究兰花植物学知识,以几种不同形态特征的兰花为虚拟建模对象,分析其器官形态特点,提出基于器官模型库的带随机值参数变换算法,建立器官模型库,并通过适当的变换,得到形态各异的兰花器官,根据兰花生长规律,采用不同的分段参数控制各器官生长,通过项目实践,证明了此方法能逼真地模拟兰花动态生长。同时加入了良好的交互功能,使用户能体验兰花的不同形态及在不同场景中摆放的效果。系统对7种兰花进行了模拟,在展会中通过该系统,销售额增加了10%。

关键词: 兰花, 生长模拟, 虚拟现实, 展示系统

Abstract: As the national flower of China, orchid has various kinds of types and shapes, and its bloom process has never been simulated before. A model library of orchid organs was established and a transformation algorithm with random-valued parameters was proposed based on the model library of orchid organs by studying botanical knowledge of orchids and taking orchids with different morphological characteristics as research subjects for virtual modeling. Different segmental transformations were respectively performed on each organ of orchids to simulate growth of the organs according to the growth law of orchids. Different examples for simulating different type of orchids were provided to illustrate the realistic of dynamic growth of orchid by using the transformation algorithm. Meanwhile, the positive user interactive function of the simulation system enabled users to experience different orchids in different scenarios. Seven species of orchids were simulated in the system, and sales volume of orchids increased by 10% at the exhibition by using the system.

Key words: orchids, growth simulation, virtual reality, display system

中图分类号:

TP391.9

许艳凰, 姚俊峰, 杨宝容, 王其棣, 孙玉珍. 兰花开花过程三维模拟系统研究[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(10): 2546-2552.

Xu Yanhuang, Yao Junfeng, Yang Baorong, Wang Qidi, Sun Yuzhen. Research on Simulation System of 3D Orchid Flower Blossoming Process[J]. Journal of System Simulation, 2015, 27(10): 2546-2552.

参考文献

[1] 谭美, 王四清. 观赏植物生长模拟模型研究进展[J]. 园艺学报, 2010, 37(9): 1523-1530.
[2] 唐卫东, 刘昌鑫, 李萍萍, 等. 基于信息融合的植物生长数字化构建研究[J]. 计算机应用研究, 2010, 27(1): 174-176.
[3] 袁琪, 周淑秋. 基于双尺度自动机的玉米拓扑结构模型研究[J]. 齐齐哈尔大学学报, 2010, 26(1): 5-8.
[4] 唐卫东, 胡雪华, 郭晨, 等. 基于视频特征提取的虚拟植物动态仿真研究[J]. 计算机应用研究, 2011, 28(1): 375-377.
[5] 唐卫东, 李萍萍, 胡雪华, 等. 基于生长模型的温室虚拟黄瓜构建研究[J]. 计算机应用研究, 2011, 28(10): 3957-3959, 3966.
[6] 董天阳, 张萃, 范菁, 等. 植物共享光照资源的生长模型改进及可视化仿真[J]. 农业工程学报, 2012, 28(16): 145-152.
[7] 曾兰玲, 汪国昭. 梅花树建模与梅花林景观模拟[J]. 浙江大学学报(工学版), 2009, 43(12): 2191-2195.
[8] 林晓穗, 曾庆茂, 朱同林. 基于骨架提取的植物三维建模和生长模拟系统 [M]. 北京: 清华大学出版社, 2010: 472-475.
[9] 丁维龙, 朱元伟, 章谦元, 等. 水稻生长可视化模拟系统的设计与实现[J]. 浙江工业大学学报, 2012, 40(1): 46-49
[10] 马培良, 丁维龙, 古辉. 基于OpenGL和双三次贝塞尔曲面的稻叶可视化建模[J]. 浙江工业大学学报, 2010, 38(1): 36-40.
[11] 李娜, 王琰. 基于IFS的荷叶叶脉纹理算法[J]. 沈阳理工大学学报, 2008, 27(6): 21-24
[12] 刘东平, 张文俊, 田超, 等. 一种植物花朵开花的动态仿真模型[J]. 微型电脑应用, 2010, 26(3): 3-5.
[13] 刘金定, 伍艳莲, 梁敬东. 基于OpenGL的荷花开放过程模拟[J]. 安徽农业科学, 2008, 36(25): 11054-11056.
[14] Peiyu Qin, Chuanbo Chen.Simulation Model of Flower Using the Integration of L-systerns with Bezier Surfaces[J]. International Journal of Computer Science and Network Security (S1738-7906), 2006, 6(2A): 65-68.
[15] 曾茜. 花卉植物形态与生长可视化仿真研究 [D]. 北京: 北京林业大学, 2011.
[16] 淮永建, 曾茜. 花卉植物形态与生长可视化仿真研究[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(8): 185-188.
[17] 姚俊峰. 三维数字创意产业核心技术 [M]. 北京: 科学出版社, 2010.
[18] 姚俊峰. 交互式三维技术 [M]. 北京: 科学出版社, 2013.
[19] 陈璋, 郑昭. 兰花[M]. 北京: 中国林业出版社, 2004.
[20] 闫雪. 基于虚拟现实技术的植物动态生长模拟关键技术研究 [D]. 吉林: 吉林农业大学, 2012.
[21] 温维亮, 郭新宇, 陆声链, 等. 曲面建模方法在数字植物中的应用与展望[J]. 中国农业科学, 2011, 44(7): 1338-1345.
[22] Chen X J, Neubert B, Xu Y Q, ,et al. Sketch-Based Tree Modeling Using Markov Random Field [J]. ACM Transactions On Graphics. Sketch-Based Tree Modeling Using Markov Random Field [J]. ACM Transactions On Graphics (S0730-0301), 2008, 27(5):Article 109:1-9.
[23] Ding Z, Xu S, Ye X, et al. Flower Solid Modeling Based on Sketches[J]. Journal of Zhejiang University SCIENCE A (S1673-565X), 2008, 9(4): 481-488.
[24] Richard S Wright Jr, Nicholas Haemel Graham Sellers Benjamin Lipchak. OpenGL超级宝典(5版) [M]. 北京: 人民邮电出版社, 2012.
[25] 施瑞奈尔. OpenGL编程指南(7版) [M]. 北京: 机械工业出版社, 2010.