基于B样条曲线的水稻叶片可视化建模

摘要

可视化建模是利用计算机图形学和图像处理技术,将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。水稻的生长发育是一个极其复杂的系统过程。水稻叶片是其进行光合作用及生产营养物质的主要器官,借助计算机技术建立叶片可视化模型,可为水稻科学栽培和提高产量提供辅助决策。基于VC++结合OpenGL的方法,根据真实水稻叶片的三维形态特征,运用数学知识,对水稻叶片建立数学模型。选择B样条曲线对此进行模拟,并运用B样条曲线的递推定义及其公式实现对水稻叶片边缘曲线和主叶脉曲线的建模,进一步实现水稻叶片在二维平面上的三角网格化模型。基于主叶脉积分的数学方法,对主叶脉顶点在不同位置上的弯曲效果进行实现。最后实现运用均匀B样条曲线建立水稻弯曲模型,并对其三角网格化。运用B样条曲线描述水稻叶片边缘叶脉和主叶脉信息的方法,能够较好反映叶片特征,使水稻叶片三维可视化建模仅与叶脉的边缘曲线、主叶脉、最大叶宽、最大叶长等信息相关。