基于模板的生菜参数化几何建模方法

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1、中国农学通报2011,27(6):459-463ChineseAgriculturalScienceBulletin基于模板的生菜参数化几何建模方法温维亮，郭新宇，肖伯祥，陆声链，杜建军（国家农业信息化工程技术研究中心/农业部农业信息技术重点开放实验室，北京100097）摘要：为了对生菜进行快速三维重构，将逆向工程的思想引入到生菜几何建模中来，提出了一种基于参数模板的生菜几何建模方法。借助三维扫描设备构造具有多分辨率的生菜器官模板，分析生菜植株形态结构特征，提取特征参数，进而通过形态参数对模板进行控

2、制，并最终组装成为参数化的生菜几何模型。试验结果表明，该方法可以快速、便捷地重构出具有较高真实感的生菜几何模型，对曲面难以构造的植物器官及植株几何建模具有一定的参考意义。关键词：生菜；几何建模；模板；参数化中图分类号：TP391.72文献标志码：A论文编号：2010-2970TheParametricGeometricModelingMethodforLettuceBased-templateWenWeiliang,GuoXinyu,XiaoBoxiang,LuShenglian,DuJianjun

3、(NationalEngineeringResearchCenterforInformationTechnologyinAgriculture/KeyLaboratoryforInformationTechnologyinAgriculture,MinistryofAgriculture,Beijing,100097)Abstract:Inordertoreconstructthethree-dimensionalmodeloflettucerapidly,theideaofreverseengin

4、eer⁃ingwasintroducedtothelettucegeometricmodelingandatemplatebasedonparametersmethodisproposed.Firstly,withthehelpofthree-dimensionalscanningdevice,multi-resolutionlettuceorgantemplatewascon⁃structed.Then,themorphologicalcharacteristicsoflettuceplantsw

5、ereanalyzedtoextractcharacteristicpa⁃rameters.Finally,parametricgeometricmodeloflettuceplantwasassembledthroughcontrollingthemorpho⁃logicalparametricandthetemplates.Theresultsshowedthatthismethodcouldreconstructhighrealisticgeo⁃metricmodeloflettucequic

6、klyandeasily,andhavereferencevalueforcomplicatedstructureplants.Keywords:lettuce;geometricmodeling;template;parametric0引言瓜、小麦、西瓜等主要农作物开展了研究。肖伯祥等通[1][2][3]数字植物是数字农业的基础性研究工作，其综过提取玉米各器官的主要参数，对玉米叶片、雌穗、[4]合利用数字化技术对植物的生命过程和农业生产过程雄穗等器官进行了参数化模拟，并构造出玉米植株[5][6]进

7、行定量化可视化研究，为植物几何建模、生长过程模及群体的三维模型；苗腾等提出一种基于拉普拉斯拟、可视化计算、植物生命体系的数字化表达、协同科网格变形的三维植物叶片交互式设计方法设计出具有[7]研试验、集成应用以及成果共享等，提供支撑技术和信多样性的黄瓜叶片；伍艳莲等构造了基于器官形态息服务平台。特征参数的小麦叶片、茎秆和麦穗等几何模型，实现了植物形态结构的真实感建模与三维可视化是数字小麦从器官-个体-群体3个层次的形态可视化；赵春江[8]植物首先要解决的问题之一，目前研究者已对玉米、黄等提出一种基于B

8、样条曲线的西瓜器官几何造型方基金项目：北京自然科学基金项目“植物行为特性建模及可视化仿真技术研究”（4081001）；国家星火计划项目“新农民动漫技术培训课件开发与应用”(2009GA600003)；国家农业成果转化基金项目“交互式三维可视化农村科技推广培训系列软件产品”（2009GB2A000001）。第一作者简介：温维亮，男，1983年生，辽宁本溪人，助理工程师，硕士，主要研究方向为虚拟植物三维造型及可视化计算。通信地址：100097北京市海淀区板井曙光花园中路1