專利名稱：一種基于動態(tài)子結(jié)構(gòu)的三維虛擬植物構(gòu)建和存儲方法
一種基于動態(tài)子結(jié)構(gòu)的三維虛擬植物構(gòu)建和存儲方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于虛擬現(xiàn)實、數(shù)字農(nóng)林業(yè)、數(shù)字娛樂、景觀設(shè)計等技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及 虛擬植物結(jié)構(gòu)的造型方法與動態(tài)展示。
背景技術(shù)：
隨著三維顯示技術(shù)的發(fā)展，對數(shù)字環(huán)境下顯示內(nèi)容的需求迅速增加。植物作為自 然界重要的組成部分，對其造型與動畫是數(shù)字場景構(gòu)建必不可少的部分。構(gòu)造實現(xiàn)虛擬植 物三維結(jié)構(gòu)的主要方法大致上可以分為兩類。一類是手工交互方式，即通過應(yīng)用專業(yè)設(shè)計 軟件定義虛擬植物的結(jié)構(gòu)。簡單的植物結(jié)構(gòu)或者植物器官可以通過交互的方式進行手工建 模，但對于復(fù)雜的植物結(jié)構(gòu)，其中可能包含成百上千萬個器官，完全用手工建模的方式是不 可行的。另一類建模方式是基于算法的模擬，自動生成植物結(jié)構(gòu)。常見的模擬算法有字符 串替換系統(tǒng)、粒子系統(tǒng)、自動機等。
在利用算法模擬植物結(jié)構(gòu)時，共同的特點是要定義生長規(guī)則，描述不同頂芽或側(cè) 芽產(chǎn)生的分枝類別甚至包含的器官類別和個數(shù)。直觀的模擬方法是在每次迭代中對所有植 物結(jié)構(gòu)以一定順序進行遍歷，逐個更新分枝的狀態(tài)。如果所模擬的植物數(shù)量大，而且植物結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，那么植物結(jié)構(gòu)的遍歷非常耗費計算時間，難以進行結(jié)果的調(diào)試和實際應(yīng)用。
事實上，復(fù)雜的植物結(jié)構(gòu)中通常會包含大量相似分枝，在成熟的樹中更為常見。根 據(jù)對植物的觀察，可以將整株地植物分枝劃分為有限的幾類。植物植物學(xué)家認為可以將分 枝類型按生理年齡進行劃分。植物分枝的相似特征能用于植物結(jié)構(gòu)的快速構(gòu)建。每類分枝 可稱為一種子結(jié)構(gòu)，每個子結(jié)構(gòu)可分解為一個生長軸和下一層的子結(jié)構(gòu)，直到不再包含下 一層子結(jié)構(gòu)。對單株植物來說，頂層的子結(jié)構(gòu)是植物本身。子結(jié)構(gòu)構(gòu)建方法是，對每類子結(jié) 構(gòu)，定義一個子結(jié)構(gòu)庫；植物結(jié)構(gòu)的構(gòu)建過程從最簡單的子結(jié)構(gòu)起，通過子結(jié)構(gòu)的調(diào)用和幾 何變換，逐層自上而下地進行。此算法中，計算時間與子結(jié)構(gòu)庫的大小成正比，而不是和植 物結(jié)構(gòu)中的器官個數(shù)成正比，這對于復(fù)雜的植物結(jié)構(gòu)具有明顯優(yōu)勢。通過試驗證明，對于復(fù) 雜植物結(jié)構(gòu)，該算法的效率高于植物結(jié)構(gòu)的遍歷算法。然而，以往此類方法中子結(jié)構(gòu)庫是按 從簡單到復(fù)雜、自頂向下的順序一次性構(gòu)建，不僅不直觀，而且存在部分子結(jié)構(gòu)未被調(diào)用而 浪費資源的情況，對于簡單的植物結(jié)構(gòu)，模擬時間反而高于遍歷算法。
目前國際上有幾款專門用于構(gòu)建虛擬植物結(jié)構(gòu)的商業(yè)軟件，例如xfrog，Onxy tree, Speed tree，AMAP等，大多提供用于桌面設(shè)計的主流軟件的插件。國內(nèi)尚無此類的專 業(yè)軟件。本發(fā)明可以用于此類軟件的算法設(shè)計。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明欲解決的技術(shù)問題是如何高效靈活地利用植物分枝的相似性，同時保留植 物結(jié)構(gòu)遍歷算法的優(yōu)勢，進行虛擬植物的構(gòu)建、保存、調(diào)用、交互式編輯以及壓縮存儲。為 此，提出一種基于動態(tài)子結(jié)構(gòu)的三維虛擬植物構(gòu)建和存儲方法。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明基于動態(tài)子結(jié)構(gòu)的三維虛擬植物構(gòu)建和存儲方法的步驟如下
步驟Sl 子結(jié)構(gòu)參數(shù)初始化，確定虛擬植物中分枝即子結(jié)構(gòu)的類型及逐層調(diào)用關(guān) 系；給定每層子結(jié)構(gòu)的最大個數(shù)，即子結(jié)構(gòu)庫大??；
步驟S2 根據(jù)動態(tài)子結(jié)構(gòu)方法構(gòu)建植物結(jié)構(gòu)，首先構(gòu)建虛擬植物的生長軸，對于 虛擬植物生長軸上的任意子結(jié)構(gòu)位置，如果對應(yīng)的子結(jié)構(gòu)在子結(jié)構(gòu)庫中已經(jīng)存在，則直接 從子結(jié)構(gòu)庫中調(diào)用，進行幾何變換后組合到當前子結(jié)構(gòu)；否則，遞歸地逐層構(gòu)建子結(jié)構(gòu)，放 入對應(yīng)子結(jié)構(gòu)庫中，直到虛擬植物結(jié)構(gòu)構(gòu)建完畢；
步驟S3 以子結(jié)構(gòu)方法的植物數(shù)據(jù)保存；對于每一類子結(jié)構(gòu)，其中植物數(shù)據(jù)是在 模擬過程中創(chuàng)建的植物生長軸的信息，以及子結(jié)構(gòu)位置上的子結(jié)構(gòu)編號和變換矩陣；
步驟S4 利用子結(jié)構(gòu)信息對植物結(jié)構(gòu)進行交互式編輯；子結(jié)構(gòu)之間的調(diào)用關(guān)系可 以從步驟S3獲取，也可以從步驟S2獲取。
其中，對植物結(jié)構(gòu)中相似的子結(jié)構(gòu)定義一個子結(jié)構(gòu)庫，通過對其中的信息重復(fù)調(diào) 用節(jié)省時間和空間。
其中，所述子結(jié)構(gòu)庫中的樣本根據(jù)需要能動態(tài)產(chǎn)生，能避免產(chǎn)生的子結(jié)構(gòu)未被調(diào)用。
其中，能通過對重復(fù)調(diào)用的子結(jié)構(gòu)只保存一個備份達到虛擬植物的壓縮存儲，能 根據(jù)子結(jié)構(gòu)的調(diào)用信息對構(gòu)建后的植物和植物子結(jié)構(gòu)進行交互式的編輯。
本發(fā)明的有益效果對于植物結(jié)構(gòu)中重復(fù)出現(xiàn)的子結(jié)構(gòu)，只需模擬有限的子結(jié)構(gòu) 樣本，通過重用子結(jié)構(gòu)樣本的信息而提高模擬效率。注意子結(jié)構(gòu)是個遞歸的概念。虛擬植 物可以分解為主軸和直接長在主軸上的子結(jié)構(gòu)，主軸上的子結(jié)構(gòu)又可劃分為生長軸和下一 層的子結(jié)構(gòu)。虛擬植物本身是森林場景中的子結(jié)構(gòu)。由于本方法中子結(jié)構(gòu)是在植物結(jié)構(gòu)構(gòu) 建過程中根據(jù)需要動態(tài)創(chuàng)建，因此不存在子結(jié)構(gòu)未被調(diào)用而產(chǎn)生的時間和空間的浪費，對 不同復(fù)雜度的植物結(jié)構(gòu)都能保證模擬效率高于對植物結(jié)構(gòu)進行完全遍歷的算法。用戶可以 改變子結(jié)構(gòu)大小獲得期望的效率和子結(jié)構(gòu)多樣性。植物的構(gòu)建過程是從下而上進行，對動 態(tài)創(chuàng)建的子結(jié)構(gòu)進行遍歷，比較直觀。通常保存虛擬植物幾何結(jié)構(gòu)的文件所占用的空間隨 其中器官個數(shù)線性增加；對于應(yīng)用動態(tài)子結(jié)構(gòu)算法構(gòu)建的植物結(jié)構(gòu)，由于子結(jié)構(gòu)的信息被 重用，因此僅需要保存子結(jié)構(gòu)的變換和調(diào)用信息，從而達到節(jié)省空間的目的。在讀取這樣的 文件時，由于需要進行子結(jié)構(gòu)的逐層解開和變化，需要花費一定時間，因此這是一種以時間 換空間的方法。由于子結(jié)構(gòu)的調(diào)用信息被保存，可以對植物進行交互式操作。


圖Ia是基于動態(tài)子結(jié)構(gòu)方法的框架圖。
圖Ib是圖Ia中步驟S2的子流程圖。
圖2是基于隨機子結(jié)構(gòu)的模擬和調(diào)用示意圖。
圖3是植物結(jié)構(gòu)中包含的不同類別的子結(jié)構(gòu)示例。
圖如和圖4b是森林場景的子結(jié)構(gòu)方法構(gòu)建示意圖。
圖5是青園軟件中對復(fù)雜植物結(jié)構(gòu)的模擬結(jié)果。
圖6是青園軟件中對隨機植物結(jié)構(gòu)的模擬結(jié)果。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例子，并參 照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。這里假定讀者熟悉植物結(jié)構(gòu)模擬算法，例如自動機、字 符串替換系統(tǒng)等，集中介紹如何在這類算法中應(yīng)用動態(tài)子結(jié)構(gòu)算法。
圖Ia所示為實現(xiàn)動態(tài)子結(jié)構(gòu)方法的各個部分的關(guān)系。
步驟Sl對植物結(jié)構(gòu)進行參數(shù)的初始化，確定虛擬植物中分枝即子結(jié)構(gòu)的類型及 逐層調(diào)用關(guān)系；給定每層子結(jié)構(gòu)的最大個數(shù)，即子結(jié)構(gòu)庫大?。灰獙崿F(xiàn)預(yù)期的虛擬植物結(jié) 構(gòu)，首先對植物結(jié)構(gòu)進行分解，確定其中包含的子結(jié)構(gòu)類型以及逐層組合關(guān)系；子結(jié)構(gòu)類型 的劃分可參考植物學(xué)家提出的生理年齡。每類子結(jié)構(gòu)采用相同的植物結(jié)構(gòu)模擬參數(shù)。
步驟S2根據(jù)動態(tài)子結(jié)構(gòu)方法進行植物結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，具體流程如圖Ib所示。由于 子結(jié)構(gòu)為遞歸的概念，為描述方便，當前正在構(gòu)建的子結(jié)構(gòu)稱為當前子結(jié)構(gòu)，當前子結(jié)構(gòu)的 生長軸上著生的子結(jié)構(gòu)稱為下一層子結(jié)構(gòu)。當前子結(jié)構(gòu)相對于下一層的子結(jié)構(gòu)稱為上一層 子結(jié)構(gòu)。當前子結(jié)構(gòu)的類別用整數(shù)P表示，P = O時表示虛擬植物本身。當前子結(jié)構(gòu)中包 含的下一層子結(jié)構(gòu)的類別用整數(shù)q表示，一般q大于P。子結(jié)構(gòu)P所對應(yīng)的子結(jié)構(gòu)庫的大小 為Tp，子結(jié)構(gòu)q所對應(yīng)的子結(jié)構(gòu)庫的大小為Τ,，都在步驟Sl中定義。模擬過程從植物的主 軸開始(P = 0)。
步驟21 根據(jù)植物結(jié)構(gòu)模擬算法構(gòu)建編號ηρ的當前子結(jié)構(gòu)的生長軸，存入子結(jié)構(gòu) P所對應(yīng)的子結(jié)構(gòu)庫中，np e [1，Tp]；
步驟22 以一定次序遍歷編號np的當前子結(jié)構(gòu)的生長軸上的所有產(chǎn)生下一層子 結(jié)構(gòu)的位置。根據(jù)植物結(jié)構(gòu)模擬算法獲得編號np的當前子結(jié)構(gòu)的生長軸上的下一層子結(jié) 構(gòu)的類別q、位置和方向。
步驟23 判斷遍歷是否已經(jīng)結(jié)束，下一層的子結(jié)構(gòu)的信息是否已包含到當前子結(jié) 構(gòu)；如果遍歷沒有結(jié)束，還存在空缺的下一層子結(jié)構(gòu)位置，則轉(zhuǎn)步驟24，如果遍歷已經(jīng)結(jié) 束，則轉(zhuǎn)步驟27。
步驟M 根據(jù)編號 的當前子結(jié)構(gòu)的生長軸上的下一層子結(jié)構(gòu)類別q產(chǎn)生一個1 到Ttl之間的整數(shù)子結(jié)構(gòu)編號HV HltlG [I7TJ0
步驟25 判斷該編號的子結(jié)構(gòu)m,是否已經(jīng)在之前進行構(gòu)建，已經(jīng)存在于對應(yīng)于類 別q的子結(jié)構(gòu)庫中。如果存在，則轉(zhuǎn)入步驟21，對編號為m,的下一層子結(jié)構(gòu)，以構(gòu)建當前子 結(jié)構(gòu)np同樣的過程進行遞歸構(gòu)建；這時編號為m,的子結(jié)構(gòu)成為當前子結(jié)構(gòu)。如果下一層子 結(jié)構(gòu)m,已經(jīng)存在于子結(jié)構(gòu)q所對應(yīng)的子結(jié)構(gòu)庫中，則轉(zhuǎn)步驟沈。
步驟沈根據(jù)下一層子結(jié)構(gòu)m,的其位置和方向，進行幾何變換后組合到當前生長 軸，不再重復(fù)構(gòu)建，結(jié)束后轉(zhuǎn)步驟22。
步驟27 如果當前生長軸上的子結(jié)構(gòu)都已經(jīng)構(gòu)建完畢，則當前子結(jié)構(gòu)的構(gòu)建結(jié) 束，轉(zhuǎn)上一層子結(jié)構(gòu)，直至頂層結(jié)構(gòu)。
圖2是基于隨機子結(jié)構(gòu)的模擬和調(diào)用示意圖，表示動態(tài)子結(jié)構(gòu)方法進行植物結(jié)構(gòu) 的構(gòu)建的過程。其中，黑色的虛線箭頭為子結(jié)構(gòu)的模擬順序，而綠色的彎箭頭的子結(jié)構(gòu)的返 回順序。S1表示要構(gòu)建的虛擬植物，藍色軸為其生長軸。各級子結(jié)構(gòu)庫的大小均為5。當 對其中的橢圓形內(nèi)的子結(jié)構(gòu)進行構(gòu)建時，首先判斷該子結(jié)構(gòu)在對應(yīng)于&的子結(jié)構(gòu)庫中是否 存在，如果不存在則進入到&這一層的子結(jié)構(gòu)樣本構(gòu)建模擬&子結(jié)構(gòu)庫中的子結(jié)構(gòu)樣本的生長軸，遍歷所有子結(jié)構(gòu)位置，判斷某編號的子結(jié)構(gòu)是否存在。如果不存在則進入下一層 進行構(gòu)建。這樣一直進行直到最簡單的一層子結(jié)構(gòu)、。之后逐層調(diào)用返回。
步驟S3表示以子結(jié)構(gòu)方法的植物數(shù)據(jù)保存；對于每一類子結(jié)構(gòu)，其中植物數(shù)據(jù)是 在模擬過程中創(chuàng)建的植物生長軸的信息，以及子結(jié)構(gòu)位置上的子結(jié)構(gòu)編號和變換矩陣。當 存在子結(jié)構(gòu)大量重復(fù)調(diào)用時，對重復(fù)的子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)僅保存一個備份。數(shù)據(jù)保存可以與步驟 S2的植物結(jié)構(gòu)構(gòu)建過程同步進行，也可以在步驟S2完成之后實現(xiàn)。植物器官可以看作子結(jié) 構(gòu)的一個特例，其幾何結(jié)構(gòu)單獨定義。每種器官對應(yīng)于一個器官描述文件，器官描述文件包 含器官的幾何模型、紋理坐標等信息，可由專業(yè)軟件手工創(chuàng)建。以子結(jié)構(gòu)方式保存的植物數(shù) 據(jù)中僅保存該器官的一個標識，從而節(jié)省空間。描述一個子結(jié)構(gòu)的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下
SUBSTRUCTURE
{
int ID;//子結(jié)構(gòu)的標識；
int length ；//所包含器官個數(shù)；
ORGAN 0(length) ;//所包含的器官列表
}
其中，ID為子結(jié)構(gòu)的特征，說明該子結(jié)構(gòu)的類別。length為其生長軸中包含的器 官個數(shù)，包括普通的器官，例如節(jié)間、葉子、果實等，也包括其中的下一級子結(jié)構(gòu)。O(Iength) 為對每個器官的具體描述。其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)ORGAN的描述如下
ORGAN
{
int
int
float
float
int
int
int
}
其中，symbol用于標識數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)ORGAN保存的是器官或子結(jié)構(gòu)，不同的器官有不 同的類別，與器官描述文件相對應(yīng)。ID為器官的特征。Mo包含器官或子結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)和平移 變換矩陣。如果symbol表示當前的子結(jié)構(gòu)是器官，則So為器官的大小，否則無意義。num_ sons表示當前器官的子器官個數(shù)。對于節(jié)間，其上著生的器官和子結(jié)構(gòu)及其頂端的節(jié)間均 視為其子器官。id_s0ns(num_s0ns)即存放了所有子器官的標識。類似地，icLparent存放 了當前器官的父器官的標識。所有的器官或子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以標準的方向和大小存放，在調(diào)用 時給出其在生長軸上的大小、方向和位置。
對于以子結(jié)構(gòu)方式保存的數(shù)據(jù)，可以遞歸地解析出完整的植物幾何信息，進行后 續(xù)的處理。以偽代碼方式描述的解析過程如下
Read_Substructure(SUBSTRUCTURE s)
{symbol ； Il器官類別； ID ；//器官標識；Mo (3，4) ； //幾何變換矩陣；So (2) ； //對于器官為器官大小，對于子結(jié)構(gòu)則無意義。 num_sons ；//所指向的器官個數(shù)id_sons (num_sons) ； //所指向的子器官標識 id_parent ；//父器官標i只
for i = 1 to s. length
if 0(i). symbolO'子結(jié)構(gòu)，
Output_Substructure (0 (i)) ；//輸出器官的信息
else
Read_Substructure(0(i))；
end
end
}
其中，函數(shù)ReacLsubstructure逐個讀取當前子結(jié)構(gòu)中包含的器官信息，如 果該器官是子結(jié)構(gòu)，則進一步對其中的子結(jié)構(gòu)進行解析。如果該器官為普通器官(即 s. symbol ’子結(jié)構(gòu)’)，則直接讀取器官描述文件的信息，根據(jù)變換矩陣Mo進行變換并返 回。由于每個子結(jié)構(gòu)的ID是唯一的，因此通過ID對子結(jié)構(gòu)進行直接訪問，從而可以得到任 意位置的子結(jié)構(gòu)信息。例如圖3是植物結(jié)構(gòu)中包含的不同類別的子結(jié)構(gòu)示例，從左到右分 別是具有包含關(guān)系的不同類別的子結(jié)構(gòu)。
步驟S4利用子結(jié)構(gòu)信息對植物結(jié)構(gòu)進行交互式編輯。例如用戶進行枝條修剪、拖 動等操作。在進行交互過程中需要子結(jié)構(gòu)之間的調(diào)用關(guān)系，使得用戶在屏幕上選取一個子 結(jié)構(gòu)的生長軸的某位置后，該位置上方的所有的植物組成部分都能被選取。子結(jié)構(gòu)之間的 調(diào)用關(guān)系可以從步驟S3獲取，也可以從步驟S2獲取，后者意味著在模擬過程中進行交互式 編輯。選取以后可以進行例如剪枝、疏葉、拖動等動作等。上述操作相當于創(chuàng)建了一個新的 子結(jié)構(gòu)。這時需要修改子結(jié)構(gòu)之間的連接關(guān)系，將新的子結(jié)構(gòu)的編號保存在上一級子結(jié)構(gòu) 中，而舊子結(jié)構(gòu)被調(diào)用的次數(shù)減少。修改后的信息傳回步驟S2或步驟S3.
上述基于動態(tài)子結(jié)構(gòu)的植物結(jié)構(gòu)構(gòu)建的思想可推廣到植物群落的構(gòu)建，即如圖如 和圖4b示出森林場景的子結(jié)構(gòu)方法構(gòu)建示意圖，當構(gòu)建包含大量植物個體的場景時，僅模 擬有限的幾個植物樣本，然后通過重用這些信息來構(gòu)建群落。如圖如表示虛擬植物樣本， 圖4b表示重復(fù)應(yīng)用這幾個樣本而構(gòu)建的植物場景。
這里我們給出了在“青園”軟件中的實施結(jié)果。“青園”是本課題組自行開發(fā)的一 個基于GreenLab功能結(jié)構(gòu)模型的植物生長和結(jié)構(gòu)模擬軟件，可以用于構(gòu)建各種作物和植 物。GreenLab模型是一個通用的數(shù)學(xué)模型，基于植物學(xué)的基本假設(shè)而建立。青園軟件用c++ 語言實現(xiàn)了本發(fā)明所描述的方法，并且進行了測試。PC機的配置為htel Core (TM) 21. 86G 的CPU，2G的內(nèi)存，操作系統(tǒng)為Windows XP Professional。圖5為青園軟件中對復(fù)雜植物 結(jié)構(gòu)的模擬結(jié)果，一棵基于確定性子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的楊樹的模擬，其中包含了 1210. 6萬個器 官，模型計算時間為10. 2秒。圖6為青園軟件中對隨機植物結(jié)構(gòu)的模擬結(jié)果為基于隨機子 結(jié)構(gòu)的松樹的模擬，其中子結(jié)構(gòu)庫的大小為5。表明在這樣較小的子結(jié)構(gòu)大小下，可以得到 很好的視覺效果。
以上所述，僅為本發(fā)明中的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任 何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在 本發(fā)明的權(quán)利要求書的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于動態(tài)子結(jié)構(gòu)的三維虛擬植物構(gòu)建和存儲方法，其特征在于，所述方法包括 步驟如下步驟Sl 子結(jié)構(gòu)參數(shù)初始化，確定虛擬植物中分枝即子結(jié)構(gòu)的類型及逐層調(diào)用關(guān)系； 給定每層子結(jié)構(gòu)的最大個數(shù)，即子結(jié)構(gòu)庫大?。徊襟ES2 根據(jù)動態(tài)子結(jié)構(gòu)方法構(gòu)建植物結(jié)構(gòu)，首先構(gòu)建虛擬植物的生長軸，對于虛擬 植物生長軸上的任意子結(jié)構(gòu)位置，如果對應(yīng)的子結(jié)構(gòu)在子結(jié)構(gòu)庫中已經(jīng)存在，則直接從子 結(jié)構(gòu)庫中調(diào)用，進行幾何變換后組合到當前子結(jié)構(gòu)；否則，遞歸地逐層構(gòu)建子結(jié)構(gòu)，放入對 應(yīng)子結(jié)構(gòu)庫中，直到虛擬植物結(jié)構(gòu)構(gòu)建完畢；步驟S3 以子結(jié)構(gòu)方法的植物數(shù)據(jù)保存；對于每一類子結(jié)構(gòu)，其中植物數(shù)據(jù)是在模擬 過程中創(chuàng)建的植物生長軸的信息，以及子結(jié)構(gòu)位置上的子結(jié)構(gòu)編號和變換矩陣；步驟S4 利用子結(jié)構(gòu)信息對植物結(jié)構(gòu)進行交互式編輯；子結(jié)構(gòu)之間的調(diào)用關(guān)系可以從 步驟S3獲取，也可以從步驟S2獲取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動態(tài)子結(jié)構(gòu)的三維虛擬植物構(gòu)建和存儲方法，其特征在 于，對植物結(jié)構(gòu)中相似的子結(jié)構(gòu)定義一個子結(jié)構(gòu)庫，通過對其中的信息重復(fù)調(diào)用節(jié)省時間 和空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動態(tài)子結(jié)構(gòu)的三維虛擬植物構(gòu)建和存儲方法，其特征在 于，所述子結(jié)構(gòu)庫中的樣本根據(jù)需要能動態(tài)產(chǎn)生，能避免產(chǎn)生的子結(jié)構(gòu)未被調(diào)用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動態(tài)子結(jié)構(gòu)的三維虛擬植物構(gòu)建和存儲方法，其特征在 于，能通過對重復(fù)調(diào)用的子結(jié)構(gòu)只保存一個備份達到虛擬植物的壓縮存儲，能根據(jù)子結(jié)構(gòu) 的調(diào)用信息對構(gòu)建后的植物和植物子結(jié)構(gòu)進行交互式的編輯。
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于動態(tài)子結(jié)構(gòu)的三維虛擬植物構(gòu)建和存儲方法，包括子結(jié)構(gòu)參數(shù)初始化，根據(jù)動態(tài)子結(jié)構(gòu)方法進行植物結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，以子結(jié)構(gòu)方法的數(shù)據(jù)保存，利用子結(jié)構(gòu)信息進行對植物結(jié)構(gòu)的交互式編輯。本發(fā)明的特征在于，對植物結(jié)構(gòu)中相似的子結(jié)構(gòu)定義一個子結(jié)構(gòu)庫，通過對其中的信息重復(fù)調(diào)用節(jié)省時間和空間。子結(jié)構(gòu)庫中的樣本能根據(jù)需要動態(tài)產(chǎn)生，避免產(chǎn)生的子結(jié)構(gòu)未被調(diào)用。能通過對重復(fù)調(diào)用的子結(jié)構(gòu)只保存一個備份達到虛擬植物數(shù)據(jù)的壓縮存儲。能根據(jù)子結(jié)構(gòu)的調(diào)用信息對構(gòu)建后的植物和植物子結(jié)構(gòu)進行交互式的編輯。
文檔編號G06T17/00GK102034268SQ201010603180
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者華凈, 康孟珍, 胡包鋼 申請人:中國科學(xué)院自動化研究所