植物三维结构参数化建模系统的设计与实现

基于植物生长规律及其拓扑结构特点，将参数化绘图技术应用于植物三维结构仿真，以提高植物拓扑结构生成的速度．在Windows平台上，使用OpenGL图形接口，结合植物三维形态建模实际需要，采用面向对象编程技术，设计并实现了一个集植物形态模拟及可视化、场景动态渲染、植物生长动画等功能的植物三维结构可视化模拟系统．重点介绍了参数化建模原理、L系统算法的改进、各种植物构造模型的模拟、系统的模块设计及用户界面的实现，最后给出了系统应用的具体例子．     

虚拟植物形态生成关键算法研究

基于L系统理论,通过子结构算法和枝条模拟算法来仿真植物的形态生成.虽然分形L系统理论建立的数学模型能够很好的描述植物的生长状况,然而一般的L系统算法,效率低速度慢.针对这些缺点,笔者采用子结构算法对一般的L系统加以改进,该算法对于重复出现的结构只计算一次,因此不仅可以提高模拟复杂结构的计算速度,而且可以降低几何信息的存储量.另外,一般的枝条模拟算法模拟植物枝条时往往在枝条间会出现缺口问题,针对这个问题,笔者提出一种无缺口的枝条模拟算法.     

基于GPU的植物生长模拟

为了提高复杂植物生长模拟的性能,结合虚拟器官网络和图形处理器（GPU）技术提出植物生长模拟方法.该方法采用虚拟器官网络作为植物生长模型,用于描述植物器官的生理属性和形态属性、植物器官间的关系、环境对植物器官的影响以及植物器官的生长规则.利用GPU架构的优势,以并行计算的方式实现植物生长演化和植物形态展现,从而提高植物生长模拟的计算速度.实验结果证明,采用该方法不仅能够模拟植物的生长,而且相对基于CPU的串行植物生长演化和形态展现有性能上的优势.     

水稻生长可视化模拟系统的设计与实现

针对目前国内外虚拟作物的研究现状,在Windows平台上,使用OpenGL图形接口,采用面向对象编程技术,设计并实现了一个集水稻形态模拟及可视化、场景动态渲染、水稻生长动画等功能的三维结构可视化模拟系统原型.首先结合水稻的空间结构特点,基于参数化L系统,在器官尺度上模拟了单株水稻的拓扑结构.在此基础上,结合水稻的生长特性,构建了水稻生长的有限状态自动机模型,实现了对水稻动态生长过程的可视化描述.简述了系统的总体结构及基本功能,论述了系统设计与实现过程中涉及的关键技术,并给出了系统的界面以及实现的一些典型效果图.     

L系统在植物生长模型中的应用

依据L系统分形理论,结合植物图像的结构特征和生成规则,给出了L系统建立植物数学模型的一般方法.在一般L系统基础上添加一定约束条件得到修正L系统,实现植物生长过程中的个性特征表达和植物图像的快速模拟,同时通过修改约束条件实现了生长过程中的剪枝、生长周期、结构等特性的快速高性能计算机模拟.     

环境敏感型虚拟植物的设计与实现

环境敏感型植物模拟是当今虚拟现实技术发展的一个重要分支,吸引了众多科学家参与其中,并提出了多种模拟方法和模型,其中L系统是应用最为广泛的方法之一.针对L系统生成效率低的问题,通过改变底层的存储方式,为其设计了二又树式的存储结构,简化了上下文搜索过程,提高了生成效率;并通过引入环境因子,模拟了自然界中环境对植物生长过程和外形的影响.     

植物器官可视化建模系统的设计与实现

植物器官的真实模拟和可视化表达,对虚拟植物的研究和应用具有重要的意义.针对目前虚拟植物系统多专注于整株植物模拟的现状,以Visual C++6.0为开发平台、OpenGL为三维绘图工具,利用通用的算法和面向对象的结构设计方法,开发了适用于植物器官的可视化造型系统,完成了对叶片、枝茎、花朵和果实的三维可视化建模.分析了系统的开发需求,简述了系统的总体结构及基本功能,论述了系统设计与实现过程中涉及的关键技术,并给出了系统的界面以及实现的一些典型效果图.     

基于双尺度自动机的玉米拓扑结构模型研究

植物的拓扑结构模型研究是虚拟植物生长中的重要研究内容。基于植物生长机理构建的植物拓扑结构模型,更适合模拟真实植物的生长过程。本文通过对玉米形态结构特征的分析,应用植物发育过程的概率模型,建立了一种基于双尺度自动机的玉米拓扑结构。该模型结构简单,形象直观,符合玉米的牛理牛长规律,即体现了玉米的动画生长过程,又实现了其真实感碾示过程。     

基于双尺度自动机模型的虚拟植物分支结构进化模拟

提出了一种实现虚拟植物分支结构进化模拟的方法。将遗传算法应用到双尺度自动机模型上,通过进化双尺度自动机,产生具有不同特征的植物分支结构。实验结果表明,本方法生成植物的结构性强,为模拟具有真实感且多样性的植物形态提供了一种新的途径。     

基于Java3D的水稻形态可视化试验

为了探究利用Java3D进行虚拟植物可视化的可行性,本文以水稻为研究对象,提出水稻主茎器官的可视化数学模型,在此模型基础之上,利用Java3D编程构建基于器官形态特征参数的三维空间模型。考虑到具体模型的自然形状,进行了相关简化。首先基于一元二次方程y=ax~2+x模拟叶片的叶脉曲线,然后叶片则基于正弦曲线进行模拟,稻穗粒采用圆锥型进行简化模拟,稻穗杆和茎杆均用圆截面柱体进行模拟。结果表明:利用Java3D可以实现对水稻茎杆-叶片-稻穗的个体三维形态的可视化,从而为构建水稻可视化生长模型奠定了一定的技术基础。     

核电厂建筑与景观设计探讨

核电,我国电力工业最具潜力的发展方向之一,以其高效、清洁的优势,将成为我国缺煤地区火力发电的重要替代。核电厂与火电厂在一次能源和工作方式上的差异,导致功能分区及建筑布局也存在着很大的区别。相对于火电厂,核电厂的厂区设计更加紧凑,也更加注重设计及运行的安全。然而,紧凑的空间和更高的安全级别,并不意味着对景观及人文设计要求的降低。我国核电厂设计建造的黄金时期即将到来,吸取火电厂建筑与景观设计的经验及教训,总结并发展出适合核电厂的基本设计方法和理论,对今后的电力土建设计工作具有十分现实的意义。     

虚拟阔叶植物的建模及仿真

针对以往研究中植物建模主要集中在对植物器官静态结构的仿真,通常会忽略树叶或花瓣的厚度问题,本文根据阔叶植物的自然属性,利用植物的茎枝和叶片结构的相似性,采用具有厚度信息的3D叶片建模方法,通过叶片平行脉位置方向的弹性约束关系来有效控制叶片的动态仿真。实验表明,该方法仿真效率高且仿真结果较为真实。     

火电厂建筑设计新视点

从现代建筑理念的若干视点出发,针对火电厂建筑的实际特点,探讨了火电厂建筑总平面的布置,交通与环境保护设计,以及大型火电厂建筑风格的塑造与时代风貌的和谐关系。对火电厂主厂房的设计强调了建筑与工艺、建筑与人的协调。并从现代管理科学关于人体原则的理念出发,讨论了火电厂建筑设计中人本原则的体现等问题。     

植物抗低温胁迫的研究进展

Cold stress can inhibit plant growth and development. Although plants can effectively sense the occurrence of cold stress and respond to it， the frost resistance of plants alone is not enough to resist the damage to plants caused by cold stress. Cold stress causes abnormal growth of plant roots and reduces water absorption， changes leaf structure and causes damage to chloroplasts， affects plant flowering and reproduction and inhibits seed germination.The main strategies to enhance the ability of plants to resist cold stress are the use of cold stress regulators （hormones and growth regulators）， inoculation of symbiotic microorganisms （Arbuscular mycorrhizal fungi， Bacillus amyloliquefaciens， Azospirillumbrasilense，etc.） and genetic engineering. How cold stress affects plant cell metabolism is still inconclusive， and the molecular mechanism that symbiotic microorganisms enhance plant resistance to cold stress remains unclear. Therefore， exploring the metabolic pathways of plant cells and the molecular mechanism of plant cells responding to cold stress may become research hotspots in this field in the future.
     

论我国著作权法建筑作品的人身权

建筑作品是我国新修订的《著作权法》增加的著作权客体,但其仅指建筑物本身,不包括建筑设计图和建筑模型。同时,因为我国法律规定不完善及对建筑作品范围的限制,在实践中无法对建筑作品作者给予有力的保护。建筑作品的作者对其人身权具体如何行使发表权、署名权、修改和保护作品完整权,都是完善建筑作品人身权立法中应予以考虑的。     

植物生长的微分方程模型

正确建立植物生长的数学模型,对进一步研究植物的生长规律及仿真应用有重要的意义,通过合理的假设,得到了植物生长的微分方程模型,并对模型进行了改进,建立了一般情况下植物生长的微分方程模型．近似地描述了植物的生长过程．     

电厂建筑节能势在必行

电厂建筑节能设计已成为发电工程前期设计工作不可缺少的重要组成部分,成为一个硬指标;要在各类公共建筑和工业建筑中尽快实行节能,电厂建筑节能潜力巨大;选择符合所在地区建筑节能设计标准的保温材料和建筑构造,节能措施可以在建筑设计中处处体现.     

府学胡同36号院古建筑信息模型建立研究

BIM技术中模型建立是基于建筑构件层面上的面向对象参数化模型建立过程.BIM模型具有丰富的建筑信息且能够达到对建筑物构件层面和建筑物内部的管理.BIM与GIS结合能够实现建筑遗产信息的全生命周期管理,可以解决GIS在建筑遗产信息管理中的＂信息孤岛＂问题.以府学胡同36号院为典型样例,重点研究利用点云逆向建立传统木结构古建筑构件BIM＂族＂模型及古建筑BIM模型,最终将建立的古建筑信息模型在GIS环境下实现共享.为规模化古建筑＂族＂库的开发探索技术方法,以实现建筑遗产信息的全生命周期管理、为古建筑正向修复重建和仿古建筑的模型设计提供依据.     

接种菌根对充填复垦土壤营养吸收的影响

将菌根真菌接种于复垦土壤中 ,进行了盆栽试验研究 .结果表明 ,植株的生物量随覆土厚度增大而增大 ;与非菌根植物相比 ,接种菌根真菌的植物可以吸收更多的营养 ,而向地上部运移的 Na较少 ,抑制了植株积累过量的 Na盐 ;植株生物量及其植株体内的营养元素含量 ,接种菌根真菌后 ,覆土少的 (覆 5 cm厚的土壤于 1 0 cm厚的粉煤灰上 )相应高于不接种且覆土厚 (覆1 0 cm厚的土壤于 5 cm厚的粉煤灰上 )的 ,说明接种菌根具有抵消由于覆土少而导致的植株产量降低的潜力 ,其对粉煤灰充填复垦的植被重建具有重要作用 ,而且可以节约复垦费     

电厂主厂房隔声吸声墙体建筑构造探讨

对电厂主厂房的建筑隔声吸声墙体构造进行了探讨,结合工程实际情况提出了具体的构造要求和实验数据,可供有关设计人员参考.