園藝植物可視化的研究現狀

王新辛

摘 要 園藝植物進行可視化研究是目前我國農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量預測、監管作物的病蟲害發生情況，還可以使園林的設計更具美感。根據現有的資料，研究分析目前可視化在園藝植物的發展現狀，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展前景。

關鍵詞 園藝植物；可視化；研究現狀

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，科學技術的發展不僅使人們的物質生活得到改善，還促使了農學研究的智能化方向的發展。就目前的農學研究成果來看，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學研究者的重視。就我國現有的研究成果來看，可視化的研究還處于前期發展階段，此研究還有不足需要去解決，但未來的發展前景廣闊。

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，農學工作者根據建模的方式實現參數化的管理，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和結構的特征，加深對拓撲規律的理解。農學工作者通過參數化的建模形式，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據，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，形態和顏色都是其識別的重要根據。目前，我國園藝植物的葉片的主要形態有橢圓形、流線型、鋸齒形和披針性等。根據各種參數，實現對植物的三維構圖，優化植物葉片的曲面。因為園藝植物的器官的曲面具有較為復雜的特點，參數化的建模可以展現出植物形態的多樣性，可以進行更精細的建模。目前，我國的農學研究者通常采用的方式是先建立一個植物的器官模型，然后根據植物的拓撲結構，提取植物的果實和分枝等具體的參數，實現正株植物的模型。

1.2 雙尺度的自動機科學原理可以模擬園藝植物的動態生長

在園藝植物的參數化的建模工作基礎上，農學工作者根據園藝植物的果實、根莖和藤蔓等數據模型，利用雙尺度的自動機科學原理對植物的動態過程進行模擬。例如，在甜面瓜的可視化模擬中，農學工作者根據甜面瓜的主要生長狀態，提取甜面瓜的器官的立體模型的具體參數，通過模板技術的支持，最終實現了甜面瓜的立體結構和器官的交互設計，實現了甜面瓜的動態生長過程的模擬。園藝植物的動態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，并利用現代化手段進行輔助，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，其中包括：紋理映射、細節模擬還有物理模擬。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字化有著比較深遠的現實意義。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。在具體的操作過程中，數字方式可以對參數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和實驗手法。同時用戶還能夠通過交互式的調整，針對植物的各種形態和圖形的建立，使用融合計算方式，利用圖形的原理實現列狀模擬的效果，更加良好地實現園藝植物的可視化方式和現象[4]。

2.3 園林藝術可視化前景研究展望

現階段，雖然園林藝術的可視化發展情況得到了長足進步，且很多可視化技術已經發展到了一定的程度，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境和植物的影響中依然存在著不足之處，還需要長遠發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展。

3 結語

根據以上探討和分析的內容能夠看出，在數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，并且把數字化內容不斷引入到園藝植物的可視化研究范圍之內，還需要在根本上構建園藝植物的群體結構；同時，使用數字化方式模擬園林植物的群體化結構，建造出現代化的模擬方式，這樣才能保證農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展進程，促進園林藝術數字化的發展。

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認證研究[J].高等農業教育，2015（12）：123-127.

[3]劉冬梅.國內現代農業可視化分析——基于Citespace圖譜計量分析[J].農業圖書情報學刊，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）