基于环境敏感的植物动态生长模型研究

在对林学中的植物生长模型和环境模型综合研究的基础上,提出了一个基于环境敏感的植物动态生长模型,并对此模型的原理和实现方法进行了分析和研究,最后通过相应的可视化技术将该模型应用于虚拟森林的动态仿真系统.     

基于L系统的虚拟植物仿真研究

虚拟植物仿真是指利用计算机在三维空间中模拟植物的具体形态.主要介绍在采用目前比较流行的L系统对二叉树的描述的基础上,结合利用OpenGL对树木进行仿真的过程,针对改进模拟树木的视觉效果所进行的一些工作.     

基于L系统的植物生长方程应用研究

以基本的L系统模拟植物生长过程为基础,根据植物生长的特性,将Logistics生长方程运用到植物的节间生长过程,并结合参数L系统与随机L系统的虚拟植物模拟特点,更好地体现植物的真实性生长。最后,利用VC6.0环境模拟实现了L系统的植物生长过程。     

虚拟植物生长模型

该文提出了一个“基于状态空间的虚拟植物结构生长模型”。较之L-系统,该模型既能够反映植物并行生长,也能够连续、动态地模拟这一过程;不仅可以调节与控制,而且易于理解;拓展了状态空间理论的应用领域,为虚拟农林提供了具有实际应用价值的研究方法。     

基于三维模型转换器的虚拟植物可视化

提出了一个基于三维器官模型转换器来实现虚拟植物生长可视化的方法。该转换器的主要功能是在虚拟植物生长可视化系统内导入由三维建模软件所构造的具有表面细节的植物器官模型,之后结合L系统,实现由植物生长规律指导下的虚拟植物生长过程的实时模拟。实验结果表明,该方法改善了原有的一些虚拟植物生长可视化系统只考虑对器官进行几何建模,而忽略器官表面细节导致的展现效果真实感显著差异的缺陷。     

基于L系统改进的虚拟植物原型系统设计

设计实现了基于L系统改进的虚拟植物可视化原型系统。该原型系统实现了微机平台上可视模拟植物生长,并取得了较好的试验效果。系统设计思想以植物可视外观展现为主要目的,结合了L系统和基于图像建模的优点,对植物器官的建模方法是基于能够反映植物器官主要特征的表面建模。其实现思路是在L系统所描述的植物拓扑结构的基础上,对预先定义好的植物器官网格面进行装配。与L系统相比较,有更好的外观效果和较低的时间复杂度。     

基于碳动力学模型的虚拟拟南芥植物生长模拟

具有植物生理特征的花卉植物功能结构模拟是目前虚拟植物的研究热点。基于反映植物生长机理的碳动力学模型和L-systems的形态结构表达,提出了一种功能结构相统一的高度真实的虚拟植物生长模拟算法。利用L-systems的形态构造方法对拟南芥植物组织器官的动态生长规则进行了表达;植物生长基元（茎节间、叶、花）的分枝生长考虑了碳汇生物量在基元的传输和分配,并定义生长曲线函数描述叶片和节间在不同生长发育阶段的动态生长演替过程。实例证明该算法能较准确地模拟拟南芥的动态生长过程,模拟生长曲线跟实际生长曲线相吻合,验证了算法有效性。     

虚拟植物生长的双尺度自动机模型

用来构造植物形态的计算机模型很多,但大部分模型用于自然景物的模拟,所研究的内容主要集中在计算机图形学方面。该文从植物学的角度出发,提出了微状态和宏状态的双尺度概念,建立了虚拟植物生长的双尺度自动机模型,该模型考虑了植物的生长机理,参数物理意义明确,结构简洁条理,形象直观,易于理解和编程实现,并且应用了符合植物顶芽和腋芽发育过程的概率模型,更适合模拟真实植物的生长过程,通过与“L系统”和“参考轴技术”这两种著名的植物生长模型的比较,以及给出了用该模型模拟植物学家提出的构造模型的例子,证明了该模型实用有效。     

虚拟植物整体生长研究现状与展望

农林业信息化将成为21t世纪的重要发展趋势,针对植物生长期长,解决问题要较长周期,通过计算机对植物生长进行建模与仿真,将为探索植物生命的奥秘和生长过程的规律,改善人类生存环境质量.为了节省人力资源,提出虚拟植物技术仿真研究,具有广泛的应用前景.简述了虚拟植物整体生长研究的意义,从根、冠关系和植物整体可视化方面阐述了目前虚拟植物整体生长的研究现状,并探讨了了虚拟植物整体生长研究的难点,并对虚拟植物整体生长研究的应用前景作了简要的展望.     

基于广义L-系统的三维植物的仿真生长

L系统及其种种变形刻画的都是同步的并发系统.实际上,在自然界中存在着许多异步的并发现象.本文对传统的L系统作了推广.提出了广义L系统,采用广义L系统描述植物并结合动态数据结构,实现了三维植物的动态仿真效果,弥补了植物仿真实时性差的缺点.     

基于语义虚拟环境的虚拟人动画研究与实现*

现有虚拟环境建模（如VRML/X3D）主要集中在几何图形的描述,所显示的虚拟场景对于人是可理解的,但对于计算机是不可理解的,因而难以作有意义的自动处理。基于语义Web设计了一个语义虚拟环境（主要包括语义虚拟场景和语义虚拟人）,并设计了基于语义虚拟环境的虚拟人动画引擎。语义虚拟环境使得计算机能够理解和自动处理虚拟环境的语义信息,并且使得虚拟环境系统具有可重用性、可扩展性和可集成性。最后,在语义虚拟环境和虚拟人动画引擎的基础上开发了一个办公室场景中智能虚拟人行动推理的系统,取得了很好的效果。     

Multi-agent based virtual environment and its application

Most existing researches on virtual environment in mining industry are mainly concentrated on the geometric presentation to create immersive experiences and little attention has been paid on system modeling and formal specification. This paper focuses on modeling methodology of coalmine virtual environment （CMVE） and its application in underground mine safety. A hierarchical architecture model for CVME was present based on multi-agent technology. The proposed model consists of hardware, network and operating system layer, geometric and physical layer, multi-agent layer and man-machine interface layer, and has distinctive features such as reusability, reconfigurability, scalability, intelligence and interactivity. To make multi-agent based CMVE framework more precise, related concepts and agent properties were formally defined. In addition, the design method of typical agent was also discussed and a virtual miner model was built. Finally, an application system for behavior simulation of underground mine safety was introduced. The case system achieves interactive control of virtual environment and fully indicates the capability of producing effective virtual environment for behavior simulation of underground mine safety.     

基于视频特征提取的虚拟植物动态仿真研究*

植物生长信息的提取与重构是在计算机上实现植物生长动态仿真的基础和关键。以树的生长为对象,将包含植物生长信息的视频图像转换为若干关键帧数据,提取反映植株拓扑结构与器官形态变化的特征信息,采用枝条拼接算法对植株拓扑变化过程进行重构。通过3DMAX开发平台对植株生长过程进行重建,结果表明该方法既能有效构建植株生长的数字化模型,又能较好地虚拟植物生长和形态演变过程。     

虚拟植物模型及其构建方法研究综述

针对近年来有关虚拟植物技术研究的发展状况进行了综述,并对虚拟植物模型进行了分类;通过介绍和总结虚拟植物模型的常见构建方法,对目前一些典型的虚拟植物模型构建方法进行了系统的分析和评论,并指出了现有虚拟植物模型构建中的不足之处;最后展望了该领域的进一步研究方向。     

基于协作型VMM的虚拟机执行环境动态配置模型

针对当前各类虚拟机监控器(VMM)在定制虚拟机执行环境过程中灵活性不足、可用性不强方面的问题,提出并设计了一种用户动态配置虚拟机执行环境的模型,并在协作型VMM之上进行了实现。结合Intel VT-x技术的实现机制,充分利用虚拟机控制结构(VMCS)中的执行控制域特性,通过为用户提供接口,对虚拟机配置文件进行操作,实现对虚拟机执行环境的实时动态配置。用户利用该模型能够快速构建具有不同运行时特性的虚拟机执行环境。测试结果表明,该模型能够提高VMM的可用性。     

基于HLA的通用虚拟显控台开发环境

对建模和仿真的HLA（高层体系结构）的FEDEP（联邦开发和执行过程模型）进行了深入分析,剖析了HLA应用开发过程和仿真程序设计方法。提出了基于HLA的通用虚拟显控台技术和开发环境,并给出了实现方法。为增强系统的功能和灵活性,提出了层次式智能虚拟部件和智能控件化虚拟显控台系统的概念。     

面向虚拟人的语义环境模型研究

提出了一个语义环境模型,模型可分为3个层次:几何层、语义层和应用层。以虚拟环境三维几何模型和环境语义信息表为基础,结合虚拟角色自身的特征信息,生成完全面向该虚拟角色的环境语义信息。并将相关虚拟物体语义信息映射到环境模型上,把环境语义信息作为虚拟人路径规划的重要因素引入改进的规划算法,进而针对不同的障碍物和虚拟人进行路径规划。实验结果表明,语义环境模型为虚拟人提供了环境交互信息,提高了虚拟人的仿真度。