序
前言
第1章 绪论
1.1 虚拟现实与虚拟农业
1.1.1 虚拟现实及其发展历史
1.1.2 虚拟农业
1.2 数字植物及其科学内涵
1.2.1 数字植物提出的背景
1.2.2 数字植物的概念及内涵
1.2.3 数字植物的发展阶段
1.3 植物生长系统的虚拟设计与仿真
1.3.1 植物生长系统虚拟设计与仿真的内涵
1.3.2 植物生长系统虚拟设计与仿真的基本研究问题
1.3.3 植物生长系统虚拟设计与仿真的主要技术与方法
参考文献
第2章 植物形态结构数据的采集
2.1 基于图像的数据采集
2.1.1 植物三维形态结构数据采集
2.1.2 植物器官颜色和纹理数据采集
2.2 基于三维数字化的数据采集
2.2.1 三维数字化仪的技术原理和应用
2.2.2 三维激光扫描仪的技术原理和应用
2.2.3 植物变形和运动的数据采集
参考文献
第3章 植物形态几何建模和交互设计
3.1 计算机图形建模基础知识
3.1.1 多面体模型
3.1.2 曲面模型
3.1.3 应用于植物形态模拟的主要曲面建模方法
3.2 植物器官三维形态建模
3.2.1 基于参数化的植物器官建模
3.2.2 基于骨架的植物器官几何建模
3.2.3 基于实测数据的植物器官曲面建模
3.3 植物形态结构的交互式设计
3.3.1 基于参数的植物器官三维形态交互式设计
3.3.2 基于拉普拉斯的植物器官网格曲面交互设计
3.3.3 基于交互式骨架模型的根系三维形态设计
3.3.4 植物植株形态的交互式设计
3.4 三维植物造型的表面细节建模技术
3.4.1 基于脉序骨架的植物叶脉几何建模
3.4.2 叶片锯齿轮廓生成
3.5 讨论
参考文献
第4章 基于图像的植物形态三维重建
4.1 概述
4.2 图像采集和三维信息获取
4.2.1 立体视觉
4.2.2 相机标定
4.2.3 特征匹配
4.2.4 三维信息的获取
4.3 植株三维形态测量与重建
4.3.1 叶片的测量与建模
4.3.2 植株骨架的提取与测量
4.4 基于图像的植物形态重建系统设计与开发
4.4.1 相机标定
4.4.2 图像处理
4.4.3 模型显示功能
4.4.4 叶片重建
4.4.5 植株骨架重建
4.4.6 三维测量单元
参考文献
第5章 三维植物模型的真实感绘制技术
5.1 真实感图形的基本概念
5.2 光照处理
5.2.1 局部光照模型
5.2.2 面绘制模型
5.2.3 全局光照
5.2.4 OpenGL的光照模型及应用
5.3 纹理映射
5.4 植物器官表观颜色仿真
5.5 植物造型表面绒毛生成
5.5.1 绒毛分布的生成
5.5.2 绒毛的几何表示和放置
5.5.3 参数控制
5.5.4 结果示例和讨论
5.6 三维植物群体实时阴影生成
5.6.1 rzpass算法
5.6.2 阴影的实现过程
5.6.3 阴影算法描述及效果图
5.7 植物冠层光分布计算模型及其应用
5.7.1 植物冠层光分布计算主要方法
5.7.2 基于辐射度的作物冠层光分布计算系统的设计与实现
5.7.3 使用嵌入式辐射度算法进行散射光效用评价
参考文献
第6章 植物生长过程的可视化仿真
6.1 基于生长模型的农作物生长可视化仿真
6.1.1 玉米形态结构及器官几何模型构建
6.1.2 玉米形态模拟模型
6.1.3 实例分析及模拟系统实现
6.2 基于关键帧的作物生长三维动画模拟
6.2.1 玉米骨架模型
6.2.2 植株尺度模型上的参数关键帧技术
6.2.3 器官尺度模型上的参数关键帧技术
6.2.4 从骨架模型到植株模型
6.2.5 结果与讨论
6.3 基于马尔可夫模型的果树枝条生长仿真
6.3.1 苹果树的分枝特性
6.3.2 基于随机过程的苹果树分枝模型的建立
6.3.3 果树形态发展的实时模型
6.3.4 实验结果和讨论
参考文献
第7章 基于物理的植物变形和运动模拟
7.1 概述
7.2 基于质点一弹簧系统的植物器官变形模型
7.2.1 质点一弹簧模型及其解法
7.2.2 植物器官变形模型
7.2.3 模拟结果和讨论
7.3 植物叶片卷曲和萎蔫过程模拟
7.3.1 基本思想
7.3.2 相关研究
7.3.3 双层质点一弹簧系统驱动的叶片运动模型
7.3.4 基于双层质点一弹簧系统的叶片模型
7.3.5 叶脉骨架驱动的叶片变形模拟
7.3.6 总结与讨论
7.4 园艺植物藤蔓攀援特性建模和攀援行为模拟
7.4.1 相关工作
7.4.2 植物攀援行为的基本知识
7.4.3 藤蔓植物攀援行为模拟
7.4.4 模拟结果和讨论
7.4.5 小结
参考文献
第8章 植物系统虚拟场景绘制和实时漫游
8.1 植物群体漫游中的碰撞检测和处理
8.1.1 基于空间散列法的虚拟植物碰撞检测算法
8.1.2 植物群体冠层实时碰撞处理
8.2 雨雪天气的实时模拟
8.2.1 相关工作
8.2.2 基于粒子系统的下雪模拟
8.2.3 雪的堆积
8.2.4 实验结果与分析
8.3 虚拟温室环境的实时漫游
8.3.1 日光温室LOD模型
8.3.2 视点的漫游及碰撞检测
参考文献
第9章 植物三维形态交互式设计软件的设计规范
9.1 植物三维形态交互式设计软件需求分析
9.1.1 植物三维形态交互式设计任务目标
9.1.2 植物三维形态交互式设计软件需求分析
9.2 植物三维形态交互式设计软件的评价指标
9.2.1 植物三维形态交互式设计的评价目标
9.2.2 植物三维形态设计功能评价指标
9.2.3 植物三维形态设计技术评价指标
9.2.4 综合评价模型
9.3 植物三维形态交互式设计软件的设计模式与开发规范
9.3.1 植物三维形态交互式设计软件的设计模式
9.3.2 植物三维形态数据结构、数据格式及数据库
9.3.3 植物三维形态交互式设计软件功能模块
……
第10章 农作物生产场景虚拟仿真平台的设计与开发
第11章 农林植物虚拟设计与仿真
第12章 曝光温室虚拟设计
第13章 土壤结构虚拟设计
第14章 总结与展望
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