虚拟植物模型研究概况.pdfVIP

亚热带农业研究 第6卷 第3期 SubtropicalAgricultureResearch 2010年 8月 虚拟植物模型研究概况 林秋燕 ，陈由强 (1．福建师范大学生命科学学院；2．农业部甘蔗遗传改良重点开放实验室，福建福州350108) 摘要：虚拟植物模型应用L—system为基础，构建各种算法，用软件表现出植物在环境影响下的生长情况、内部物质成分等。 本文主要对环境和植物相互影响的虚拟植物模型进行了概述。 · 关键词：虚拟植物模型；L-system；环境；植物 中图分类号：Q943 文献标识码：A 文章编号：1673-0925(2010)03-0205-04 Researchoutlineofthevirtualplantmodel LINQiu—yan ．CHENYou—qiang’ (1．CollegeofLifeSciences，FujianNormalUniversity；2．KeyLaboratoryofSugarcaneGeneticImprovement， Minist~ofAgriculture，Fuzhou，Fujian350108，China) Abstract：PlnatSmodelbasedonL-system andbuildingthealgorithm abouttheeffectsoftheenvironmentonplantsCna showhte conditionsofgrowingofplnats．Inthispaper，virtualplantmod elforresponsetohtefactorsaffectinginteractionbetweenenviron- mentnadplantWaSsummarized． Keywords：thevirtualmodelplants；L-system；enviromn ent；plnat 虚拟植物模型是利用一些算法 (如 L算法、AMAP、greenlab等)为基础形成的一些软件 ]。这种软 件含有构建植物生长模式的数据框架图，该数据为表现植物形态的数学函数。通过输入影响植物生长的 数据，软件能够把植物在各个生长阶段的情况模拟出来。目前，该类型的软件已能成功地模拟一些农作物 (如棉花)的生长情况。 制作虚拟植物模型的核心：(1)选择合适的系统。目前，多数虚拟软件以L—system为制作基础。(2) 用L—system系统来构建植物的虚拟模型。其中涉及到运用L—system来生成数学函数，该数学函数要表现 植物生长的过程 以及外部环境或内部因素与植物生长之间的相互关系。(3)将植物的最终生长形态用二 维或三维图像表现出来，或将植物内部的各种成分，如蛋 白质、糖、水分等的含量，以关系图的形式表现出 来。因此，对虚拟植物模型的研究可以为科研人员的试验提供参考。 1 虚拟植物模型概况 1．1 发展历史与意义 植物虚拟模型和可视化的发展可以追溯到 1962年，ULam应用细胞 自动化机制来模拟植物树枝的生 长。随后Linden提出了将L—systems作为构造植物虚拟模型的一般框架；紧接着，Honda第 1次将树的结 构用计算机表现出来 。从此，制作植物模型成了一门活跃的交叉学科 ，并且其应用范围和深度不断扩 展，特别是当计算机图形设计者发明了一种可以用于分析植物图形的算法模型后 ]。最初，主要用计算 机表现植物的外在形态，后来将植物的特定生长阶段与其所受到的外部环境因素相互联系起来。早期的 收稿 日期：2010—06—23 作者简介：林秋燕(1984一)，女，硕士研究生。研究方向：植物生理发育。通讯作者陈由强(1954一)，男，教授。研究方向：植物生理学与分 子生物学。Email：yqchen@方nu．edu．cn。 · 206 · 亚 热 带 农 业 研 究 第6卷