試論園藝植物可視化研究進展

潘玲玲

（沈陽工學(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展

潘玲玲

（沈陽工學(xué)院生命工程學(xué)院 遼寧撫順 113122）

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

園藝植物；可視化；研究進展

引言

對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)狀的角度進行分析，以此作為基礎(chǔ)來對其建模、重建、設(shè)計等進行探究，從而更好的對園藝植物可視化研究進展進行了解。同時下文在可視化研究進展的基礎(chǔ)上以園藝植物發(fā)展需求對其未來的發(fā)展走向進行了解析，以此來為相關(guān)領(lǐng)域的研究工作提供一點參考建議。

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)展走向中的重點內(nèi)容，因此在園藝植物信息化研究中推動其數(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的技術(shù)來對園藝植物進行建模，并采用仿真模擬的方式來演示其生長的過程，將園藝植物生命體以數(shù)字化的形態(tài)表現(xiàn)出來，這種可視化的模擬形態(tài)可以為農(nóng)學(xué)的科研試驗提供幫助，并且園藝植物可視化還可以對植物建模、模擬的數(shù)據(jù)進行記錄，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)用價值[1]。目前我國在園藝植物的可視化研究上其主要是以植株個體為研究對象，總體來說其研究仍然處于初始階段，還需推動其進一步的發(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空間姿態(tài)，常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)生長方法主要包括基于規(guī)則的建模以及基于過程的建模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)生器官的生長變化規(guī)律，并完成對植物拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的描述。

3 園藝植物可視化形態(tài)建模研究進展

3.1 應(yīng)用參數(shù)進行園藝植物形態(tài)建模

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

3.2 應(yīng)用圖像進行園藝植物三維重建

此種模型構(gòu)建方式基于計算機圖形學(xué)，其在實際的應(yīng)用中可以利用單幅圖像、圖像序列等信息來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，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園藝植物的圖像特征進行獲取并與園藝植物的幾何建模相融合，利用輪廓圖像來獲取園藝植物的三維模型，并對園藝植物模型表面的信息特征進行分析，采用恢復(fù)園藝植物深度信息的方式來對其三維模型進行重建。

4 園藝植物可視化真實感繪制研究進展

在園藝植物可視化研究中其真實感主要是指利用計算機技術(shù)、信息技術(shù)來對園藝植物圖形的表現(xiàn)特點進行反映，使園藝植物可以在最大化程度上貼近真實世界的植物形態(tài)[3]。而在園藝植物繪制中必須要重視對植物表面信息的獲取，而這些信息數(shù)量龐大且多變，因此在真實感繪制中需要盡可能的采用技術(shù)手段來表現(xiàn)出園藝植物幾何模型的真實性，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)計研究進展

虛擬的園藝植物目前在園藝設(shè)計中已經(jīng)被逐步的推廣及應(yīng)用，但是根據(jù)其在設(shè)計中應(yīng)用的情況來看，建模對技術(shù)的要求仍然較高，因此交互式設(shè)計的理念被提出，其通過對園藝植物的器官進行參數(shù)化處理，通過組合的方式來實現(xiàn)園藝植物的建模，目前此種設(shè)計方式的應(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

可視化研究對于園藝植物發(fā)展的價值是毋庸置疑的，其也是園藝植物發(fā)展中所必須要重視的內(nèi)容及方向。雖然我國園藝植物可視化研究起步落后于其他先進國家，但是整體的發(fā)展速度依舊非常可觀，因此為了推動園藝植物可視化研究進一步發(fā)展還需重視其存在的不足，并不斷的進行改進及完善，以此來推動園藝植物可視化研究可以向著預(yù)期效果的方向進步。

[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