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竹子单轴地下茎—根的计算机仿真
随着计算机的普及和广泛应用,虚拟现实技术取得了飞跃的发展。通过虚拟
现实技术可以提供使用者一个关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如
同身临其境一般。
同时利用虚拟现实技术的交互性能,使用者可以实时修改各种参数数据,以
便对各种方案及结果进行比较。从而使被研究对象更加形象化和易于理解,使使
用者全方位地获取虚拟环境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。
为了定量地研究竹子地下茎-根系统(bamboo Underground Stems-Root
System,简称 USRS)形态分布特性及变化规律在土壤侵蚀控制和固土护坡作用方
面的影响,增加研究成果的动态性和可调控性,以在提高竹子侵蚀控制和坡面保
护的水平与效益方面提供必要的理论依据和技术支撑。本文引入了虚拟仿真技术。
本文详细分析了竹子地下茎-根的形态特征和分布特点,同时以单轴散生竹
为研究对象,通过对比几种根系建模中的理论和技术,提出了一种基于几何构造
模型的竹子地下茎-根三维建模方法。该方法首先建立了竹子地下茎-根的拓扑结
构和几何结构,再通过渲染处理其三维几何结构。
最后采用基于 VC++环境下的 OpenGL 三维图形绘制,建立了竹子地下茎-根的
三维实体模型。并给出了计算根长、根表面积、根体积等的计算公式。
结合这种技术,在 VC++环境下,通过递归的算法思想和程序编制,建立了一
个能够较真实地再现竹子地下茎-根生长过程和形态特征及分布特点的计算机仿
真系统。通过以单轴散生类云南毛竹为实验对象,对比仿真数据和实测数据,证明
所建立的仿真系统是有效的,仿真模型具有一定的精度。