导读:本文包含了虚拟树木论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:虚拟环境,树木仿真,风场模型,动态效果
虚拟树木论文文献综述
肖聪,唐毓涛[1]（2018）在《虚拟交通环境中的树木仿真风效研究》一文中研究指出将现实中的交通环境进行虚拟仿真时必须利用虚拟模型构建环境中实际存在的树木,为了提高其真实度,在建立契合实际的树木模型的同时,也需要考虑树木在风中的动态效果。为此,文章将选用Speed Tree叁维植物建模软件所生成的树木模型导入到虚拟交通环境仿真系统中,并通过加载相关风场模型,利用过程法结合一系列的函数方程,模拟树木在风中的动态效果,使得整个虚拟交通环境场景的沉浸感得到大幅度增强。(本文来源于《无线互联科技》期刊2018年07期）
张高原[2]（2017）在《面向树木可视化的沉浸式虚拟场景的研究与实现》一文中研究指出虚拟树木叁维形态构建研究、树木可视化和沉浸式虚拟场景的构建是当前虚拟现实技术与农业信息化领域的研究热点和重点。穿戴式VR体验中稳定的图像质量、场景真实感、身体感应交互、环境变化连续性和社交等是影响沉浸感的主要因素。目前传统虚拟现实展示所带来的沉浸感有限,相关内容体验不够真实、模型不够仿真精细,树木可视化的效果不佳。基于规则与基于图像的方法存在操作复杂度较高,模型未能较好的达到仿真要求等问题,不能满足本研究的需求。为了改善以上问题,特使用真实树木点云叁维数据,提高树木可视化的精细度。本文从模型重建、虚拟场景构建以及可穿戴式设备方面研究并实现一种实现虚拟现实系统的方法,主要的研究内容如下:(1)重建叁维树木。针对树木模型构建不精确,不自然的问题,树木可视化工作基于叁维激光点云结构模型的方法对树木进行重建。主要包括以下步骤:首先,利用点云数据,通过空间殖民算法生成树木骨架,对骨架使用广义圆柱体和管道模型原理绘制树木。其次,树木模型根据OBJ格式语法生成模型文件,使用Unity读取文件获得树木模型。树木材质通过PBR渲染模式与着色器生成,场景阴影的渲染使用逐像素处理的全局光实时照明模式。最后,本文的树木可视化具有高度的真实感、沉浸感效果。(2)基于Oculus与Unity的树木可视化沉浸式虚拟场景。由于显示设备和观察方式不同,VR漫游与相关设备关联使用Oculus VR设备,VR摄像机通过Oculus SDK开发。其主要内容包括摄像机运动、关联跟踪器、变换和渲染,可为使用者提供六自由度的观察体验。场景碰撞检测以改进的球形包围盒算法为基础,快速排除不可能碰撞的物体,再结合节省判断资源的方法,对树木主干的有效碰撞区域设置碰撞器,提升碰撞检测的效率。虚拟场景的搭建作为提升沉浸感的辅助措施,其中涉及到:天空、地面山脉、水面和静态植被。天空盒绑定摄像机,地面与山脉使用Terrain Engine和贴图复合。水体模拟使用投影网格和Gerstner波,静态植被通过3Ds max工具和Billboard原理构造。(3)系统优化与测试。本文通过对虚拟现实系统采用:DS管线渲染降低光照计算开销,剔除技术节省渲染资源以及LOD技术简化远距离模型的复杂度等方法优化多模型情况下系统的计算能力,从而保持系统流畅运行。本文最后使用功能用例的黑盒测试、志愿者系统体验等调查方式,统计反馈数据。与传统的VR展示方式对比,本虚拟现实系统测试结果表明:可达60FPS的较优流畅度,优秀率为70%,非常优秀率近30%;模型场景真实感反馈优秀率约为52.5%,非常优秀率近17.5%;树木可视化沉浸感体验优秀率为45%,非常优秀率近45%。通过以上结论判定,本文研究并实现的沉浸式系统可以满足课题预期的功能和性能要求。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2017-05-01）
鲁岳[3]（2016）在《虚拟树木生成算法的研究及应用》一文中研究指出使用计算机模拟自然景物的技术已经广泛的应用于各行各业,随着植物仿真技术迅速发展和计算机硬件的不断升级,对虚拟植物的仿真度要求不断提高,因此如何快速并高效的生成形态逼真的虚拟植物成为了一个急需解决的问题,而树木作为自然界中最常见的植物,因此,对如何生成具有高仿真度的树木模型成为了重要的研究内容。在虚拟树木生成算法方面,已有的方法如字符串重写系统、几何分形法等都有各自的优势,同时也有其各自不同的适用范围。基于这些方法,国内外的众多学者已经实现了许多有效的虚拟树生成算法。但随着计算机技术的高速发展和植物仿真技术理论研究的不断进步,需要一种可以生成真实度更高的虚拟树木生成算法。本文主要基于迭代函数系统并通过分别与遗传算法和量子遗传算法结合来优化虚拟树木生成算法,提高算法所生成的树木模型的仿真度。并使用虚拟树木生成算法来实现森林仿真系统。本文基于迭代函数系统对虚拟树木生成算法进行改进。首先研究在二维空间中的虚拟树生成算法。然后将算法扩展到叁维空间,实现叁维空间中的虚拟树生成算法,并分别与遗传算法和量子遗传算法结合,优化虚拟树木生成算法。在实现优化算法时,将地形、湿度等因素引入到遗传算法和量子遗传算法适应度函数的计算,使模拟树木形态更具多样性。本文也使用所提出的虚拟树生成算法来实现森林仿真系统,经过将结果与使用传统方法所生成的森林仿真系统进行分析和比较,验证了本文所提出的虚拟树木生成算法能够更加高效的生成高仿真度的树木模型。(本文来源于《东北大学》期刊2016-12-01）
焦祥,郑加强,张慧春,苏朦朦[4]（2016）在《树木虚拟动态生长多因子协同模型及耦合研究综述》一文中研究指出在分析树木生长过程正向调控因子和逆向胁迫因子的基础上,系统综述国内外开展树木虚拟生长研究的4种生长模型,提出树木生长过程实时感测及多因子协同模型以及基于图像处理的树木病虫害防治模型和树木虚拟动态生长协同模型耦合研究展望,探讨分析树木虚拟动态生长多因子协同模型耦合、树木虚拟动态生长协同模型与农药喷雾模型耦合等,可为精确林业关键技术和树木虚拟动态生长技术研究提供参考。(本文来源于《世界林业研究》期刊2016年01期）
林荣锟,邹杰,陈崇成,唐丽玉,林定[5]（2012）在《虚拟树木形态结构的交互式编辑技术及其实现》一文中研究指出为解决传统田间管理中树木剪枝操作不可逆的问题,该研究提出了一种虚拟树木形态结构交互式编辑方法。首先采用参数化方法开展树木形态结构叁维建模;然后基于后缓冲区技术提出一种结合树木层级拓扑结构的枝干交互式拾取方法,并利用OpenGL(Open Graphics Library)渲染技术实现整枝删除、枝段修剪、枝干长度或半径调整等交互式编辑功能。最后,以园林绿化树木中常见的特殊冠型为约束模型,快速、直观地模拟树木树冠综合整形过程。该技术不仅扩展了参数化单株植物建模系统的功能,还为树木栽培与养护管理中修型整枝或株型设计提供了一个数字化、可视化、智能化的新手段。(本文来源于《农业工程学报》期刊2012年S1期）
唐丽玉,邹杰,林定,陈崇成[6]（2012）在《虚拟树木风中运动可视化模拟》一文中研究指出根据树木在风中运动仿真的思路和方法,引入随机因子的过程函数模拟风场脉动特性;采用悬臂梁作为树枝材料力学分析的基本物理单元,并根据风工程理论和梁单元理论计算枝段在风力下的变形;采用力传递和运动合成求解整棵树木的枝干在风中的运动。最后设计了风对树木影响模拟软件功能模块,并将其集成于参数化单树建模原型系统。以毛竹为例,模拟了在不同风速条件下不同弹性模量的树木在风中形态变形,仿真结果从视觉效果上符合现实情况。(本文来源于《农业机械学报》期刊2012年01期）
林定,陈崇成,唐丽玉,邹杰,王钦敏[7]（2011）在《基于颜色编码的虚拟树木交互式修剪技术及其实现》一文中研究指出为了解决传统方法中存在的叁维树木交互式修剪问题,提出一种基于颜色编码的虚拟树木交互式快速修剪方法.首先分析了虚拟树木交互式修剪技术的要求和存在的困难;然后依托自主开发的基于形态特征参数的叁维树木建模系统ParaTree,提出一种结合树木层级拓扑结构的快速拾取海量图元的方法,将树木叁维模型巧妙地编码为32位RGBA颜色,并利用GPU上的离屏缓冲区实现了基于颜色编码的交互式枝条修剪.实验结果表明,该方法具有普适性,易于与其他植物建模方法结合,扩展了树木叁维建模与可视化系统的基本功能,具有像素级的拾取精度和独立于模型复杂度的非常快速的响应时间,为树木栽培和经营管理的株型设计或整枝修剪的数字化设计研究提供了新的手段.(本文来源于《计算机辅助设计与图形学学报》期刊2011年11期）
戴唯艺[8]（2010）在《基于规则的网上虚拟场景的树木建模》一文中研究指出随着网上叁维虚拟场景的急剧扩张,海量网上虚拟森林场景中树木的生成成为急需解决的问题。一是树木建模难度增加,不同形态的树木又有不同的模型处理方式;然后树木数量较多,较多的树木模型若是全手工建模必将是对建模人员的一个很大的负担。本文中提出了基于L-system的Web3D虚拟树木的建模方法,通过设置并解析树木的特征值及其相关参数,从而可以自动的生成Web3D文件。实验结果表明,该方法在实用性、适用性都较好。(本文来源于《科技传播》期刊2010年23期）
杨立新,田贞[9]（2010）在《园林树木稠李SpeedtreeCAD虚拟建模技术研究》一文中研究指出为探讨虚拟园林树木全息模型技术,以稠李(Padus racemosa)为例,对SpeedtreeCAD植物建模软件进行研究,依据树木基本参数编辑为原理,对其整体骨架、分枝、叶片及模型后期效果进行编辑设置,研究结果表明,采用SpeedtreeCAD创建树木模型,其真实度高、具有动感效果、渲染速度较快、操作性简便,并与3Dmax兼容,有良好的匹配性。在园林景观设计中,可有效地指导园林植物配置效果表达,为园林植物物种选择提供了实践依据。(本文来源于《沈阳农业大学学报(社会科学版)》期刊2010年06期）
王珊[10]（2010）在《基于人工智能的虚拟树木生长过程模拟》一文中研究指出随着计算机技术的发展,虚拟现实技术逐渐广泛地应用于各行各业中。虚拟树木作为虚拟现实技术的一种,在娱乐、商业、教育等行业中作为虚拟场景的应用已经比较普遍。现代林业越来越重视对树木生长过程的研究,虚拟树木具有操作灵活、可视性好的特点,可以在计算机上进行虚拟实验来检验过去不能直接进行实验验证的假说,或者对虚拟树木实施不同的培育方案,亦可以建立虚拟农场,很好地克服了实际林业生产中存在的研究对象体积大、生理周期长、实验困难、易受环境影响等问题。越来越多的学者和研究人员注意到虚拟树木技术在林业中的应用前景。现阶段虚拟树木的研究主要是对树木的外形比如树干形态、枝叶形态、表面纹理颜色等进行模拟。此状态下的树木模型功能单一,只能用于建立比较逼真的虚拟树木场景,不能动态地表现树木的生长过程。在此基础上将树木的生长生理与形态相结合,建立树木的生理生态虚拟模型成为研究的新方向,包括树木生长过程中树干胸径和高度的变化、分枝情况、树叶生长、环境因素影响下的生长情况等内容,并逐步将各功能模型结合到一起,形成完整的树木生长模型。论文的主要工作有：(1)树木的基本结构采用常用的L-系统模型,在L-系统的基础上引入参数控制,适当添加随机变量,为树木生理过程的添加做准备,从生长的角度模拟树木。(2)树木的生理是复杂的过程,必须用数学的方式表达出来才能将其结合到树木形态模型中。论文中总结了树木在光照和水分影响下树木生长的数学模型,为树木生长模型的建立打下基础。(3)论文中对树木生长过程中树高生物量的变化过程进行模拟。由于树木生长周期长,并且生长过程容易受环境等外部因素影响,生长量数据的采集具有一定难度。针对这一问题,论文中采用支持向量回归结合遗传算法的方法对有限的生长量数据进行数学建模,避免了通常使用非线性回归方法中由于方程选择和回归精度造成的误差。(4)采用Visual C++与OpenGL相结合,模拟树木的生长过程,并建立仿真平台。实验表明,论文中采用的方法是可行的,能较真实地模拟树木生长量的变化过程,并且具有一定的使用价值,为今后虚拟树木的研究打下基础。(本文来源于《北京林业大学》期刊2010-05-01）
虚拟树木论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
虚拟树木叁维形态构建研究、树木可视化和沉浸式虚拟场景的构建是当前虚拟现实技术与农业信息化领域的研究热点和重点。穿戴式VR体验中稳定的图像质量、场景真实感、身体感应交互、环境变化连续性和社交等是影响沉浸感的主要因素。目前传统虚拟现实展示所带来的沉浸感有限,相关内容体验不够真实、模型不够仿真精细,树木可视化的效果不佳。基于规则与基于图像的方法存在操作复杂度较高,模型未能较好的达到仿真要求等问题,不能满足本研究的需求。为了改善以上问题,特使用真实树木点云叁维数据,提高树木可视化的精细度。本文从模型重建、虚拟场景构建以及可穿戴式设备方面研究并实现一种实现虚拟现实系统的方法,主要的研究内容如下:(1)重建叁维树木。针对树木模型构建不精确,不自然的问题,树木可视化工作基于叁维激光点云结构模型的方法对树木进行重建。主要包括以下步骤:首先,利用点云数据,通过空间殖民算法生成树木骨架,对骨架使用广义圆柱体和管道模型原理绘制树木。其次,树木模型根据OBJ格式语法生成模型文件,使用Unity读取文件获得树木模型。树木材质通过PBR渲染模式与着色器生成,场景阴影的渲染使用逐像素处理的全局光实时照明模式。最后,本文的树木可视化具有高度的真实感、沉浸感效果。(2)基于Oculus与Unity的树木可视化沉浸式虚拟场景。由于显示设备和观察方式不同,VR漫游与相关设备关联使用Oculus VR设备,VR摄像机通过Oculus SDK开发。其主要内容包括摄像机运动、关联跟踪器、变换和渲染,可为使用者提供六自由度的观察体验。场景碰撞检测以改进的球形包围盒算法为基础,快速排除不可能碰撞的物体,再结合节省判断资源的方法,对树木主干的有效碰撞区域设置碰撞器,提升碰撞检测的效率。虚拟场景的搭建作为提升沉浸感的辅助措施,其中涉及到:天空、地面山脉、水面和静态植被。天空盒绑定摄像机,地面与山脉使用Terrain Engine和贴图复合。水体模拟使用投影网格和Gerstner波,静态植被通过3Ds max工具和Billboard原理构造。(3)系统优化与测试。本文通过对虚拟现实系统采用:DS管线渲染降低光照计算开销,剔除技术节省渲染资源以及LOD技术简化远距离模型的复杂度等方法优化多模型情况下系统的计算能力,从而保持系统流畅运行。本文最后使用功能用例的黑盒测试、志愿者系统体验等调查方式,统计反馈数据。与传统的VR展示方式对比,本虚拟现实系统测试结果表明:可达60FPS的较优流畅度,优秀率为70%,非常优秀率近30%;模型场景真实感反馈优秀率约为52.5%,非常优秀率近17.5%;树木可视化沉浸感体验优秀率为45%,非常优秀率近45%。通过以上结论判定,本文研究并实现的沉浸式系统可以满足课题预期的功能和性能要求。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
虚拟树木论文参考文献
[1].肖聪,唐毓涛.虚拟交通环境中的树木仿真风效研究[J].无线互联科技.2018
[2].张高原.面向树木可视化的沉浸式虚拟场景的研究与实现[D].西北农林科技大学.2017
[3].鲁岳.虚拟树木生成算法的研究及应用[D].东北大学.2016
[4].焦祥,郑加强,张慧春,苏朦朦.树木虚拟动态生长多因子协同模型及耦合研究综述[J].世界林业研究.2016
[5].林荣锟,邹杰,陈崇成,唐丽玉,林定.虚拟树木形态结构的交互式编辑技术及其实现[J].农业工程学报.2012
[6].唐丽玉,邹杰,林定,陈崇成.虚拟树木风中运动可视化模拟[J].农业机械学报.2012
[7].林定,陈崇成,唐丽玉,邹杰,王钦敏.基于颜色编码的虚拟树木交互式修剪技术及其实现[J].计算机辅助设计与图形学学报.2011
[8].戴唯艺.基于规则的网上虚拟场景的树木建模[J].科技传播.2010
[9].杨立新,田贞.园林树木稠李SpeedtreeCAD虚拟建模技术研究[J].沈阳农业大学学报(社会科学版).2010
[10].王珊.基于人工智能的虚拟树木生长过程模拟[D].北京林业大学.2010