基于草圖與散亂點云的植物建模研究.pdf

1、植物作為自然界的一個重要組成部分，是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著計算機圖形學(xué)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，利用計算機對植物進(jìn)行建模和仿真成為人們研究的熱點問題。植物種類繁多，形態(tài)各異，并具有較強的特征性及復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。開展植物建模研究在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)、綠化景觀設(shè)計、教育、影視制作、計算機游戲開發(fā)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 從植物的生長規(guī)律出發(fā)，針對傳統(tǒng)方法生成的模型形態(tài)結(jié)構(gòu)方面真實感較差，計算復(fù)雜度高，生成虛擬模型過程中所需植物圖

2、像素材較多等不足，提出一種基于草圖的交互式植物建模方法。首先，根據(jù)一幅真實的植物圖像，交互地繪制植物枝條和輪廓的二維草圖，對二維草圖進(jìn)行預(yù)處理，獲取生成三維枝條所需的形態(tài)結(jié)構(gòu)信息。然后，用分形的方法迭代生成植物的枝干模型。由于用分形生成的枝干嚴(yán)格遵循自相似性，生成的植物模型千篇一律。因此在枝干生成過程中，每次迭代都用修改函數(shù)調(diào)整枝條單元的參數(shù)。最后，用Billboard技術(shù)生成簡單的葉片模型，添加到植物枝干模型上，生成虛擬植物可視化模型

3、。
　　 針對用曲面單面貼圖生成葉片，不能反映葉片真實的生長狀態(tài)，提出一種新的由葉片數(shù)據(jù)點云，生成葉片網(wǎng)格的區(qū)域增長算法。用掃描儀對植物葉片進(jìn)行掃描獲取葉片點云數(shù)據(jù)。計算點云中每個點的高斯權(quán)圖拉普拉斯算子，根據(jù)算子模長大小，提取備選種子點集。然后根據(jù)每個備選種子點鄰域內(nèi)，鄰居點的高斯權(quán)圖拉普拉斯算子模長的大小，從備選種子點集中提取種子點，并由種子點構(gòu)造出特征線和種子三角面片。根據(jù)點云的局部平坦信息，從特征線和種子三角面片中選擇活