So far, most researches on 3D modeling deal with static objects, and few work investigates the dynamic modeling of shape with changing geometry and topology. Then we study the dynamic modeling of plant growth and development. So far, the plant growth model is built based on high level biological rules, which is largely sufficient for simulating virtual plants, but falls short in capturing growth features of the plants in the real world. In this proposal, we employ information technology to tackle this problem. Specifically, we first establish large collection of 3D geometry of real world plants, and then, by analyzing such data, extract representative geometry features, topology structures, and further, growth principles. Research tasks include: plant classification and recognition based on both image and 3D point data, feature extraction and statistical analysis, data-driven design of plant growth rules with interactivity, building plant growth model based on real data measurements. It is expected that this project will make important progress in the design of the growth rules of real-world plants as well as reconstruction of their growth model, and will help establish a new foundation for plant growth simulation and its applications.
目前的三维建模研究主要关注于静态物体或场景三维模型的构建,针对几何与拓扑结构会发生改变的复杂形体的动态建模较少,对此本项目针对植物生长开展动态几何建模研究。传统的生长植物建模研究从植物机理角度出发,模拟虚拟植物的生长过程,很难得到符合现实植物个体的生长模型。区别于传统方法,本项目从信息学角度考虑,基于植物的海量真实测量数据,研究数据驱动的真实植物生长动态几何建模,其核心思想是植物具有几何与拓扑结构上的重复性和相似性,可以从大量高精度植物测量数据中提取出重复的基本结构单元和共性生长规则,然后基于生长规则构建植物生长动态模型。主要研究内容包括:基于图像和三维点云的植物分类识别、植物特征参数估计与统计分析、数据驱动的交互式植物生长规则设计、基于真实测量数据的植物生长模型参数估计。本项目将在植物生长规则设计和生长模型重建方面取得重要进展,为植物生长动态几何模拟及其应用奠定理论和技术基础。
目前的三维建模研究主要关注于静态物体或场景三维模型的构建,针对几何与拓扑结构会发生改变的复杂形体的动态建模较少,而现实世界是动态变化的,如何基于真实测量数据重建其动态演变模型成为值得研究的课题,对此本项目针对植物生长开展动态几何建模研究。区别于传统的虚拟植物生长建模,本项目从信息学角度考虑,基于植物的真实测量数据,研究数据驱动的真实植物生长动态几何建模,项目在真实植物三维静态数据及四维生长数据获取、植物生长规则设计、生长规则驱动的真实植物三维建模、点云约束下的真实植物生长建模等方面取得重要进展,在国内外知名期刊和会议上发表论文11 篇,其中在领域顶级国际期刊和会议(ACM SIGGRAPH、ACM Transactions on Graphics、IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics)上发表高水平论文4篇,申请专利9项、软件著作权登记2项。
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数据更新时间:2023-05-31
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