潘玲玲

（沈陽(yáng)工學(xué)院生命工程學(xué)院 遼寧撫順 113122）

試論園藝植物可視化研究進(jìn)展

潘玲玲

（沈陽(yáng)工學(xué)院生命工程學(xué)院 遼寧撫順 113122）

可視化是現(xiàn)今對(duì)園藝植物研究的一個(gè)新的方向，其在實(shí)際中可以為園藝植物的設(shè)計(jì)、疾病監(jiān)控、植物測(cè)量等方面提供數(shù)字化、技術(shù)化的幫助，因此在園藝植物的發(fā)展過(guò)程中對(duì)其可視化進(jìn)行研究具有極大的價(jià)值及意義。為此本文從多角度對(duì)現(xiàn)今園藝植物可視化研究的發(fā)展情況進(jìn)行了分析，并解讀了園藝植物在可視化建模中的進(jìn)展。

園藝植物；可視化；研究進(jìn)展

引言

對(duì)于園藝植物的可視化研究需要從其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模擬現(xiàn)狀的角度進(jìn)行分析，以此作為基礎(chǔ)來(lái)對(duì)其建模、重建、設(shè)計(jì)等進(jìn)行探究，從而更好的對(duì)園藝植物可視化研究進(jìn)展進(jìn)行了解。同時(shí)下文在可視化研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上以園藝植物發(fā)展需求對(duì)其未來(lái)的發(fā)展走向進(jìn)行了解析，以此來(lái)為相關(guān)領(lǐng)域的研究工作提供一點(diǎn)參考建議。

1 園藝植物可視化研究的作用

根據(jù)園藝植物的性質(zhì)來(lái)看，其屬于農(nóng)林植物的范圍之內(nèi)，而在現(xiàn)今農(nóng)學(xué)發(fā)展的過(guò)程中信息化、數(shù)字化、可視化已經(jīng)成為其發(fā)展走向中的重點(diǎn)內(nèi)容，因此在園藝植物信息化研究中推動(dòng)其數(shù)字化、可視化的發(fā)展有著極為重要的意義。在園藝植物的數(shù)字化技術(shù)體系中其可以利用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)對(duì)園藝植物進(jìn)行建模，并采用仿真模擬的方式來(lái)演示其生長(zhǎng)的過(guò)程，將園藝植物生命體以數(shù)字化的形態(tài)表現(xiàn)出來(lái)，這種可視化的模擬形態(tài)可以為農(nóng)學(xué)的科研試驗(yàn)提供幫助，并且園藝植物可視化還可以對(duì)植物建模、模擬的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，因此可以使得這些數(shù)據(jù)得到集成應(yīng)用，使科研成果共享，提升了可視化研究的應(yīng)用價(jià)值[1]。目前我國(guó)在園藝植物的可視化研究上其主要是以植株個(gè)體為研究對(duì)象，總體來(lái)說(shuō)其研究仍然處于初始階段，還需推動(dòng)其進(jìn)一步的發(fā)展。

2 園藝植物可視化中拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究進(jìn)展

園藝植物現(xiàn)狀園藝植物可視化與所有作物相同，分為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模擬和幾何形態(tài)模擬兩方面。植物的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型決定了植物的生長(zhǎng)空間姿態(tài)，常見(jiàn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)生長(zhǎng)方法主要包括基于規(guī)則的建模以及基于過(guò)程的建模2種方法，前者主要分為分形方法和Lindenmayer系統(tǒng)，后者主要包括有AMAP模型等，這些技術(shù)可以很方便地定義屬于葉元的其他側(cè)生器官的生長(zhǎng)變化規(guī)律，并完成對(duì)植物拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的描述。

3 園藝植物可視化形態(tài)建模研究進(jìn)展

3.1 應(yīng)用參數(shù)進(jìn)行園藝植物形態(tài)建模

在參數(shù)化建模中其主要是對(duì)植物的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行收集，以其結(jié)構(gòu)特征來(lái)對(duì)園藝植物各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行獲取，根據(jù)園藝植物的拓?fù)湟?guī)律來(lái)建立符合植物器官特征的模型，此種參數(shù)化的建模可以對(duì)園藝植物的特征進(jìn)行更好的表現(xiàn)，根據(jù)其應(yīng)用方向來(lái)看，參數(shù)化建模主要是對(duì)園藝植物的器官進(jìn)行模擬，在模型構(gòu)建中可以為葉片、果實(shí)等植物器官的研究提供可視化模型。

3.2 應(yīng)用圖像進(jìn)行園藝植物三維重建

此種模型構(gòu)建方式基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，其在實(shí)際的應(yīng)用中可以利用單幅圖像、圖像序列等信息來(lái)輔助園藝植物的建模，其在信息的獲取上具有操作方便及信息全面的特點(diǎn)，因此可以更好恢復(fù)園藝植物的三維模型[2]。在基于圖像的重建中其必須要保證可以對(duì)園藝植物的圖像特征進(jìn)行獲取并與園藝植物的幾何建模相融合，利用輪廓圖像來(lái)獲取園藝植物的三維模型，并對(duì)園藝植物模型表面的信息特征進(jìn)行分析，采用恢復(fù)園藝植物深度信息的方式來(lái)對(duì)其三維模型進(jìn)行重建。

4 園藝植物可視化真實(shí)感繪制研究進(jìn)展

在園藝植物可視化研究中其真實(shí)感主要是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)來(lái)對(duì)園藝植物圖形的表現(xiàn)特點(diǎn)進(jìn)行反映，使園藝植物可以在最大化程度上貼近真實(shí)世界的植物形態(tài)[3]。而在園藝植物繪制中必須要重視對(duì)植物表面信息的獲取，而這些信息數(shù)量龐大且多變，因此在真實(shí)感繪制中需要盡可能的采用技術(shù)手段來(lái)表現(xiàn)出園藝植物幾何模型的真實(shí)性，使植物表面的映射、模擬等都盡可能的還原及模擬植物細(xì)節(jié)狀態(tài)。

5 園藝植物可視化交互式設(shè)計(jì)研究進(jìn)展

虛擬的園藝植物目前在園藝設(shè)計(jì)中已經(jīng)被逐步的推廣及應(yīng)用，但是根據(jù)其在設(shè)計(jì)中應(yīng)用的情況來(lái)看，建模對(duì)技術(shù)的要求仍然較高，因此交互式設(shè)計(jì)的理念被提出，其通過(guò)對(duì)園藝植物的器官進(jìn)行參數(shù)化處理，通過(guò)組合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)園藝植物的建模，目前此種設(shè)計(jì)方式的應(yīng)用可以很好的表現(xiàn)出植物的結(jié)構(gòu)及形態(tài)，而其主要應(yīng)用的軟件ONYXTREE等[4]。

6 結(jié)語(yǔ)

可視化研究對(duì)于園藝植物發(fā)展的價(jià)值是毋庸置疑的，其也是園藝植物發(fā)展中所必須要重視的內(nèi)容及方向。雖然我國(guó)園藝植物可視化研究起步落后于其他先進(jìn)國(guó)家，但是整體的發(fā)展速度依舊非?？捎^，因此為了推動(dòng)園藝植物可視化研究進(jìn)一步發(fā)展還需重視其存在的不足，并不斷的進(jìn)行改進(jìn)及完善，以此來(lái)推動(dòng)園藝植物可視化研究可以向著預(yù)期效果的方向進(jìn)步。

[1]張俊秀.探討園藝植物的可視化分析[J].現(xiàn)代園藝，2016（18）：131.

[2]王新辛.園藝植物可視化的研究現(xiàn)狀[J].南方農(nóng)業(yè)，2016，10（21）：111～112.

[3]劉真真.探討園藝植物可視化技術(shù)的應(yīng)用[J].現(xiàn)代園藝，2013（16）：167.

[4]王少琳.探析園藝植物可視化的研究現(xiàn)狀[J].現(xiàn)代園藝，2012（10）：90.

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1005-7897（2017）22-0116-01

2017-9-2