文档介绍：2009 年 10 月农机化研究第 10 期
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基于 W eb 3D 的交互式虚拟水稻主茎可视化研究
杨红云 a , 孙爱珍 b , 何火娇 a , 安峰册 a
(江西农业大学 a. 软件学院; b. 理学院, 南昌 330045 )
摘要: 在已建立的水稻主茎结构器官数学模型的基础上,采用 Java3D 和 W eb开发技术实现了水稻主茎的三维
W eb显示和交互控制,构建了基于 W eb的水稻主茎器官模型三维可视化研究平台,使得虚拟水稻作物的研究得
以在 IE浏览器上进行,也为其他作物的虚拟研究提出了一个新的研究思路。
关键词: 水稻主茎器官; Java3D ; 三维 W eb; 交互控制
中图分类号: S511; TP391. 41 文献标识码: A 文章编号: 1003 - 188X (2009 ) 10 - 0169 - 04
动画效果。Java3D 采用基于场景图[ 5 ] ( Scene Graph)
0 引言
的编程模型, 提供了大量 Java3D 类,开发者可以通
随着计算机图形学和计算机技术的发展,通过虚过实例化这些类创建各种 Java3D对象。
拟作物在三维空间中的形态结构及生长发育过程,以 1. 1 水稻结构器官模型
可视化的方式获得作物生长过程中的各参数的动态水稻主茎地面形态结构主要由水稻叶片、叶鞘、
数据,可更好地帮助人们理解作物的生长发展变化, 茎、稻穗穗轴和谷粒等器官构成。笔者通过对水稻
具有真实感和可交互操作等特点。虚拟作物的研究叶、茎、叶鞘和稻穗结构形态的观测研究,构建了基于
在农业科研、教学、生产、规划和农业资源配置等方面器官形态特征参数的精确几何造型算法[ 6 - 8 ] ,用于各
展示了良好的应用前景[ 1 ] 。虚拟水稻是虚拟作物的器官的几何建模。水稻主茎地面各个结构器官模型
一个研究方向,目前国内外研究水稻生理生态模型较如图 1所示。
多,而且已经建立了较成熟的水稻生理生态模型[ 2 - 4 ] ,
但从可视化角度出发,在 W eb网页上研究交互良好的
水稻虚拟模型的报道还很少。本文采用 Java3D 技术,
结合 W eb开发技术,在网络页面实现了水稻结构器官
形态的三维可视化模拟显示和交互控制,具有较强的
真实感和可控性,为进一步进行水稻和其他作物的虚( a) 叶片( b) 茎( c) 叶鞘( d) 穗轴( e) 谷粒
拟研究提供一种新的思路。图 1 水稻形态结构器官模型
本文以现有的水稻形态结构器官模型为研究起 Fig. 1 R ice morphological structure of an model
1. 2 水稻模型场景结构视图
点,探索利用计算机图形学技术和 W eb技术实现在计
采用场景图作为数据结
算机浏览器上以多角度、交互可控的方式呈现水稻植 Java3D ( Scene Graph )
构,场景图一般可分为观察分支(用来建立场景视
株形态的三维可视化表达,实现虚拟水稻作物的研究
图和内容分支用来表示虚拟世界的图形内容。
和应用网络化。) ( )
内容分支以一个 B ranchGroup 节点为根,其他的节点
1 Java3D 重建水稻主茎模型可以附属到此根节点上来完成