基于OpenGL的作物地下组织可视化模拟

【摘要】：对作物地下组织在特定参数下的构型进行动态模拟与仿真是数字农业研究的热点之一。本研究以花生作物为模拟对象,以土壤压实为物理参数,在提出花生根系形态可视化技术框架基础上,首先研究了花生根系和果实的三维几何建模技术,构建了基于作物地下组织形态特征参数的几何模型,包括根系、果实和果实梗的几何模型。用圆柱体模拟根系和果实梗,并采用组合单器官的方式构建果实模型:用椭圆和NURBS曲面分别模拟花生果实和其表面花纹,然后基于OpenGL图形平台绘制在不同土壤压实下花生地下组织的三维形态,并提出了颜色渲染、纹理映射、光照处理等真实感图形显示技术,最后通过耦合花生地下组织模型以及各器官间的相互关系,实现了以花生为对象的在不同土壤压实下作物地下组织的可视化模拟。为作物地下组织形态结构的动态模拟与仿真提供了新的思路与手段。