園藝植物可視化的研究現(xiàn)狀

王新辛

摘 要 園藝植物進行可視化研究是目前我國農(nóng)林植物的一個重要的組成部分，是一個重要的研究項目。對園藝植物進行可視化的研究不僅可以對作物進行產(chǎn)量預測、監(jiān)管作物的病蟲害發(fā)生情況，還可以使園林的設計更具美感。根據(jù)現(xiàn)有的資料，研究分析目前可視化在園藝植物的發(fā)展現(xiàn)狀，找出目前園藝植物的可視化工作中的不足，并展望未來園藝植物的可視化研究的發(fā)展前景。

關鍵詞 園藝植物；可視化；研究現(xiàn)狀

中圖分類號：TU986 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.21.067

近幾年，科學技術的發(fā)展不僅使人們的物質(zhì)生活得到改善，還促使了農(nóng)學研究的智能化方向的發(fā)展。就目前的農(nóng)學研究成果來看，園藝植物的可視化研究是一項具有很大實際意義的課題，可視化的研究也越來越受到眾多農(nóng)學研究者的重視。就我國現(xiàn)有的研究成果來看，可視化的研究還處于前期發(fā)展階段，此研究還有不足需要去解決，但未來的發(fā)展前景廣闊。

1 目前園藝植物可視化研究中使用的技術

1.1 通過參數(shù)化了解各類植物的具體情況

在目前的園藝植物的研究工作中，農(nóng)學工作者根據(jù)建模的方式實現(xiàn)參數(shù)化的管理，通過此技術提取植物立體結構的特征，了解各類植物的具體參數(shù)和結構的特征，加深對拓撲規(guī)律的理解。農(nóng)學工作者通過參數(shù)化的建模形式，掌握不同種類植物的體積大小、體征特點和基因排列的相關數(shù)據(jù)，從而完成植物的幾何模型的構建。此外，結合植物相互式設計的應用，對植物的花朵、葉片及果實等方面進行細致的可視化的研究[1]。

園藝植物的種類眾多，各類植物的樹葉都有著自身的特點，形態(tài)和顏色都是其識別的重要根據(jù)。目前，我國園藝植物的葉片的主要形態(tài)有橢圓形、流線型、鋸齒形和披針性等。根據(jù)各種參數(shù)，實現(xiàn)對植物的三維構圖，優(yōu)化植物葉片的曲面。因為園藝植物的器官的曲面具有較為復雜的特點，參數(shù)化的建模可以展現(xiàn)出植物形態(tài)的多樣性，可以進行更精細的建模。目前，我國的農(nóng)學研究者通常采用的方式是先建立一個植物的器官模型，然后根據(jù)植物的拓撲結構，提取植物的果實和分枝等具體的參數(shù)，實現(xiàn)正株植物的模型。

1.2 雙尺度的自動機科學原理可以模擬園藝植物的動態(tài)生長

在園藝植物的參數(shù)化的建模工作基礎上，農(nóng)學工作者根據(jù)園藝植物的果實、根莖和藤蔓等數(shù)據(jù)模型，利用雙尺度的自動機科學原理對植物的動態(tài)過程進行模擬。例如，在甜面瓜的可視化模擬中，農(nóng)學工作者根據(jù)甜面瓜的主要生長狀態(tài)，提取甜面瓜的器官的立體模型的具體參數(shù)，通過模板技術的支持，最終實現(xiàn)了甜面瓜的立體結構和器官的交互設計，實現(xiàn)了甜面瓜的動態(tài)生長過程的模擬。園藝植物的動態(tài)生長研究為研究園藝植物的具體結構提供了技術支持[2]。

2 目前園藝植物的可視化研究工作取得的成果

2.1 三維立體的模擬更具有真實感

在進行園藝植物的可視化工作時，可以使用真實的模擬系統(tǒng)，并利用現(xiàn)代化手段進行輔助，保證實驗結果的準確性；同時，在實際操作的過程中，還可以使用相對復雜的植物結構。這樣能夠在結果展示中呈現(xiàn)出不同類型的幾何模型；并且使用真實的模型手法進行不同類型的展現(xiàn)，其中包括：紋理映射、細節(jié)模擬還有物理模擬。在其技術的使用情況上，主要需要通過對于園藝植物顏色的處理等手段，直接在植物上截取有效的信息，這也是模擬系統(tǒng)的主要使用方法，同時這種方法也能夠進行真實有效地對造型修補。這些都是園藝植物中的三維立體模擬[3]。

2.2 交互式設計的全程模擬應用

在園藝植物可視化的發(fā)展過程中，想要簡單便捷地制作出植物幾何模型，還需要對于其設計的方式與相應的實驗手段進行重點的分析，并對于這一方式進行全方位、全過程的模擬，這樣的方式對于園藝數(shù)字化有著比較深遠的現(xiàn)實意義。而交互式植物結構的設計中，其軟件的使用剛好模擬了植物的各種形態(tài)。在具體的操作過程中，數(shù)字方式可以對參數(shù)進行較為準確的記錄，能夠進行資源整合，這也是園藝植物在使用和可視化過程中非常重要的參數(shù)和實驗手法。同時用戶還能夠通過交互式的調(diào)整，針對植物的各種形態(tài)和圖形的建立，使用融合計算方式，利用圖形的原理實現(xiàn)列狀模擬的效果，更加良好地實現(xiàn)園藝植物的可視化方式和現(xiàn)象[4]。

2.3 園林藝術可視化前景研究展望

現(xiàn)階段，雖然園林藝術的可視化發(fā)展情況得到了長足進步，且很多可視化技術已經(jīng)發(fā)展到了一定的程度，但由于對園藝可視化工作的研究起步相對較晚，因此園藝植物的可視化方面依然存在著技術方面的不足，與沒有達到預期效果。所以還需要針對這種情況進行詳細的分析和研究，以保證其能夠滿足展示和游戲制作的最終目標，把植物建模的使用良好地應用在實驗過程中，但這一點對于研究自然環(huán)境和植物的影響中依然存在著不足之處，還需要長遠發(fā)展才能夠保證植物可視化效果的進步，以此促進社會的長久發(fā)展。

3 結語

根據(jù)以上探討和分析的內(nèi)容能夠看出，在數(shù)字化角度中能夠看出，針對不同植物和結構的模式構建幾何模型，可以大幅提高園林藝術和園藝植物的模型的真實感覺，并且把數(shù)字化內(nèi)容不斷引入到園藝植物的可視化研究范圍之內(nèi)，還需要在根本上構建園藝植物的群體結構；同時，使用數(shù)字化方式模擬園林植物的群體化結構，建造出現(xiàn)代化的模擬方式，這樣才能保證農(nóng)場場景制作的準確性和有效性；同時，蔬菜的栽培及花卉的種植和管理中如果使用數(shù)字化軟件，也能夠更加準確、快速地推動園藝植物可視化的發(fā)展進程，促進園林藝術數(shù)字化的發(fā)展。

參考文獻

[1]劉玉博.基于CiteSpaceⅡ的植物科學知識圖譜可視化分析[J].情報探索，2013（11）：17-21.

[2]湯箬梅，楊莉.美國路易斯安那州立大學風景園林研究生課程體系與職業(yè)認證研究[J].高等農(nóng)業(yè)教育，2015（12）：123-127.

[3]劉冬梅.國內(nèi)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可視化分析——基于Citespace圖譜計量分析[J].農(nóng)業(yè)圖書情報學刊，2016（9）：51-54.

[4]邵玲，梁廉.植物生理學開展自主設計研究性教學模式探析[J].肇慶學院學報，2012（5）：51-54.

（責任編輯：趙中正）