農林植物生長系統虛擬設計與仿真

《農林植物生長系統虛擬設計與仿真》是2010年10月1日科學出版社出版的圖書，作者是趙春江。

基本介紹

• 書名：農林植物生長系統虛擬設計與仿真
• 作者：趙春江
• 出版社：科學出版社
• 出版時間：2010年10月1日

圖書信息

書 名: 農林植物生長系統虛擬設計與仿真

ISBN: 9787030292261

開本： 16開

定價: 120.00元

內容簡介

《農林植物生長系統虛擬設計與仿真》圍繞構建數字植物理論技術體系開展農林植物生長系統虛擬設計與仿真研究，主要包括植物形態結構數據的採集、植物形態幾何建模和互動設計、三維植物模型的真實感繪製技術、植物生長過程的可視化仿真、基於物理的植物變形和運動模擬、日光溫室和土壤結構三維設計與展示、植物系統虛擬場景繪製和實時漫遊等內容。

《農林植物生長系統虛擬設計與仿真》內容翔實、案例具體、系統全面，具有較強的實用性和前瞻性，可作為農業信息技術方向的高年級本科生和研究生的參考用書，也可供從事本方向的科研和工程技術人員參考使用。

農林植物生長系統虛擬設計與仿真是科學出版社出版的書。本書既集中反映了上述研究成果，較全面系統地介紹了植物生長系統虛擬設計與仿真的基本概念、技術方法和套用實踐，同時也儘量反映相關領域近10年來的新進展。

圖書目錄

序

前言

第1章 緒論

1.1 虛擬現實與虛擬農業

1.1.1 虛擬現實及其發展歷史

1.1.2 虛擬農業

1.2 數字植物及其科學內涵

1.2.1 數字植物提出的背景

1.2.2 數字植物的概念及內涵

1.2.3 數字植物的發展階段

1.3 植物生長系統的虛擬設計與仿真

1.3.1 植物生長系統虛擬設計與仿真的內涵

1.3.2 植物生長系統虛擬設計與仿真的基本研究問題

1.3.3 植物生長系統虛擬設計與仿真的主要技術與方法

參考文獻

第2章 植物形態結構數據的採集

2.1 基於圖像的數據採集

2.1.1 植物三維形態結構數據採集

2.1.2 植物器官顏色和紋理數據採集

2.2 基於三維數位化的數據採集

2.2.1 三維數位化儀的技術原理和套用

2.2.2 三維雷射掃瞄器的技術原理和套用

2.2.3 植物變形和運動的數據採集

參考文獻

第3章 植物形態幾何建模和互動設計

3.1 計算機圖形建模基礎知識

3.1.1 多面體模型

3.1.2 曲面模型

3.1.3 套用於植物形態模擬的主要曲面建模方法

3.2 植物器官三維形態建模

3.2.1 基於參數化的植物器官建模

3.2.2 基於骨架的植物器官幾何建模

3.2.3 基於實測數據的植物器官曲面建模

3.3 植物形態結構的互動式設計

3.3.1 基於參數的植物器官三維形態互動式設計

3.3.2 基於拉普拉斯的植物器官格線曲面互動設計

3.3.3 基於互動式骨架模型的根系三維形態設計

3.3.4 植物植株形態的互動式設計

3.4 三維植物造型的表面細節建模技術

3.4.1 基於脈序骨架的植物葉脈幾何建模

3.4.2 葉片鋸齒輪廓生成

3.5 討論

參考文獻

第4章 基於圖像的植物形態三維重建

4.1 概述

4.2 圖像採集和三維信息獲取

4.2.1 立體視覺

4.2.2 相機標定

4.2.3 特徵匹配

4.2.4 三維信息的獲取

4.3 植株三維形態測量與重建

4.3.1 葉片的測量與建模

4.3.2 植株骨架的提取與測量

4.4 基於圖像的植物形態重建系統設計與開發

4.4.1 相機標定

4.4.2 圖像處理

4.4.3 模型顯示功能

4.4.4 葉片重建

4.4.5 植株骨架重建

4.4.6 三維測量單元

參考文獻

第5章 三維植物模型的真實感繪製技術

5.1 真實感圖形的基本概念

5.2 光照處理

5.2.1 局部光照模型

5.2.2 面繪製模型

5.2.3 全局光照

5.2.4 OpenGL的光照模型及套用

5.3 紋理映射

5.4 植物器官表觀顏色仿真

5.5 植物造型表面絨毛生成

5.5.1 絨毛分布的生成

5.5.2 絨毛的幾何表示和放置

5.5.3 參數控制

5.5.4 結果示例和討論

5.6 三維植物群體實時陰影生成

5.6.1 rzpass算法

5.6.2 陰影的實現過程

5.6.3 陰影算法描述及效果圖

5.7 植物冠層光分布計算模型及其套用

5.7.1 植物冠層光分布計算主要方法

5.7.2 基於輻射度的作物冠層光分布計算系統的設計與實現

5.7.3 使用嵌入式輻射度算法進行散射光效用評價

參考文獻

第6章 植物生長過程的可視化仿真

6.1 基於生長模型的農作物生長可視化仿真

6.1.1 玉米形態結構及器官幾何模型構建

6.1.2 玉米形態模擬模型

6.1.3 實例分析及模擬系統實現

6.2 基於關鍵幀的作物生長三維動畫模擬

6.2.1 玉米骨架模型

6.2.2 植株尺度模型上的參數關鍵幀技術

6.2.3 器官尺度模型上的參數關鍵幀技術

6.2.4 從骨架模型到植株模型

6.2.5 結果與討論

6.3 基於馬爾可夫模型的果樹枝條生長仿真

6.3.1 蘋果樹的分枝特性

6.3.2 基於隨機過程的蘋果樹分枝模型的建立

6.3.3 果樹形態發展的實時模型

6.3.4 實驗結果和討論

參考文獻

第7章 基於物理的植物變形和運動模擬

7.1 概述

7.2 基於質點一彈簧系統的植物器官變形模型

7.2.1 質點一彈簧模型及其解法

7.2.2 植物器官變形模型

7.2.3 模擬結果和討論

7.3 植物葉片捲曲和萎蔫過程模擬

7.3.1 基本思想

7.3.2 相關研究

7.3.3 雙層質點一彈簧系統驅動的葉片運動模型

7.3.4 基於雙層質點一彈簧系統的葉片模型

7.3.5 葉脈骨架驅動的葉片變形模擬

7.3.6 總結與討論

7.4 園藝植物藤蔓攀援特性建模和攀援行為模擬

7.4.1 相關工作

7.4.2 植物攀援行為的基本知識

7.4.3 藤蔓植物攀援行為模擬

7.4.4 模擬結果和討論

7.4.5 小結

參考文獻

第8章 植物系統虛擬場景繪製和實時漫遊

8.1 植物群體漫遊中的碰撞檢測和處理

8.1.1 基於空間散列法的虛擬植物碰撞檢測算法

8.1.2 植物群體冠層實時碰撞處理

8.2 雨雪天氣的實時模擬

8.2.1 相關工作

8.2.2 基於粒子系統的下雪模擬

8.2.3 雪的堆積

8.2.4 實驗結果與分析

8.3 虛擬溫室環境的實時漫遊

8.3.1 日光溫室LOD模型

8.3.2 視點的漫遊及碰撞檢測

參考文獻

第9章 植物三維形態互動式設計軟體的設計規範

9.1 植物三維形態互動式設計軟體需求分析

9.1.1 植物三維形態互動式設計任務目標

9.1.2 植物三維形態互動式設計軟體需求分析

9.2 植物三維形態互動式設計軟體的評價指標

9.2.1 植物三維形態互動式設計的評價目標

9.2.2 植物三維形態設計功能評價指標

9.2.3 植物三維形態設計技術評價指標

9.2.4 綜合評價模型

9.3 植物三維形態互動式設計軟體的設計模式與開發規範

9.3.1 植物三維形態互動式設計軟體的設計模式

9.3.2 植物三維形態數據結構、數據格式及資料庫

9.3.3 植物三維形態互動式設計軟體功能模組

……

第10章 農作物生產場景虛擬仿真平台的設計與開發

第11章 農林植物虛擬設計與仿真

第12章 曝光溫室虛擬設計

第13章 土壤結構虛擬設計

第14章 總結與展望

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