试析基于x3d的虚拟植物建模和可视化探究

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1、试析基于X3D的虚拟植物建模和可视化探究精巧的内核、扩展能力、减少了对资源的占用。　　　　1．2X3D虚拟现实技术的优势　　X3D被定义为可交互操作、可扩展、跨平台的网络三维内容标准。X3D中添加了新的功能组件，推出Java、XML通用平台下的开放原代码工具包，在X3D中需要使用非凡的功能时，可以调用由Java等编写的程序，由于Java平台无关性，这样可在不同的硬件和软件平台上实现浏览，拓宽了信息共享范围。在组件优化的结构下，X3D扩展新的功能将更快捷。X3D的内容是模块化的和可重复使用的，根据可扩展和模块化的

2、结构，浏览器可以只需支持需要的概貌。X3D支持也提供了一种MPEG一4支持的方式。X3D是MPEG一43D渲染的基础。　　2基于X3D的植物建模和可视化　　基于X3D的虚拟植物建模和可视化。是一种基于x3d虚拟现实技术，植物形态结构几何描述的三维植物结构模拟方法。该方法利用仪器采集植物空问数据，在计算机上三维建模语言编程调用空间数据来实现植物三维模拟和再现，模拟植物在三维空问中的生长发育过程。虚拟植物能够精确地反映现实植物的形态结构，以可视化的方式反映植物的形态结构规律。　　2．1虚拟植物建模和可视化开发的基本

3、原理　　要建立虚拟植物，首先要建立基本的三维植物结构模型。一个完整的虚拟植物实体对象一般包含叶、茎、花、根等几个主要结构部分以及一些相关的辅助设施，这些基本模型的制作采用现有较成熟的三维设计软件X3D—Edit。虚拟植物除了能实现植物的三维可视化外，其另一个重要的功能就是通过script编程、API编程或其它技术能实现虚拟植物专题信息的展示和反馈。甚至实现一定的分析功能．协助农业相关部门进行植物信息收集和反馈。这对植物的探究是极为有利的，为他们提供了极大的方便。因而可以将虚拟植物定义为以下形式摘要：　　虚拟植物

4、=三维植物模型+专题信息展示功能+信息反馈功能+分析功能。实现步骤如图2。　　　2．2基于X3D植物形态结构模型的建立和可视化　　2.2．1三维结构建模方法利用X3D创建虚拟植物，生成三维模型的方法大致如下摘要：　　(1)利用X3D节点直接编写程序。对于植物都具有根、茎、叶三个主要部分，叶子这种复杂的造型可以采用挤压节点一Extrusion来实现。具体语句结构可参考有关文献。但仅仅根据X3D语法构造准确的三维空间模型是很困难的，对于复杂模型的构造和修改就比较不方便。　　(2)除了使用节点直接编程之外，还要考虑使

5、用其它辅助建模软件创建模型。由于一些结构和外形的复杂性，直接用X3D建模比较困难，可以利用第三方的造型软件来建模．然后通过相应的接口导出X3D文件，最后编辑X3D源程序的相关部分来实现。通常的做法是，利用AutoCAD建立复杂模型后，假如希望有更好的效果，可以输入到3DMAX中赋予材质、色彩建立光照效果、合成，最后转成X3D文件，插入到虚拟环境中。　　2．2．2交互编程方式在建模过程中．X3D中常用的编程方式主要有以下二种摘要：　　(1)用X3D中的script节点编程。script节点可以帮助X3D完成复杂的

6、交互过程．它有以下4个功能摘要：可感应环境的变化及用户的操作摘要：从其它节点接收事件并进行一些处理；内部的程序块可完成一些计算工作；通过发送事件使外界产生相应的变化。Scrip节点可以像其它的X3D节点一样放置在场景中的任何地方，可以重命名，可以从它那里移走事件，也可以把事件传给它。这是最常用的编程方法，目前用的较多的描述性语言是javascript和VRMI_script。目前大多X3D浏览器都支持javascript编程．而支持VRMLSeript编程的浏览器主要是BSContactPlayer。　　(2)

7、通过X3D的外部编程接口API进行编程。这种编程方式答应虚拟场景和其它对象沟通，因而可以实现虚拟场景和其它对象的结合，达到令人满足的效果。　　3国内外X3D在项目中的应用目前状况、存在的新问题　　3．1应用目前状况　　X3D技术在国内外已用很多应用成果．如美国海军探究生院fNPS1进行曲——基于etric进行医疗方面的应用取得了令人欣喜的成果，还有一些已经投入应用的X3D技术，如Blaxxun3D[61和Shout3Dl。他们并不是采用plugins的方式．而只需要Web浏览器支持Java，就可以在用户端自动下

8、载安装。中国在X3D技术方面的发展要落后于西方国家。但是由于X3D有着神奇的效果、精简的代码和灵活的语法结构，探究X3D技术的人越来越多。　　3．2存在的新问题　　对于基于X3D的虚拟植物的探究可以说现在仍处于初级阶段，存在着许多技术和实践中的新问题。　　(1)模型的功能不够强大。多数模型在植物体结构和功能的联系、植物和环境的相互关系、地上部分和地下部分的整体联系以及生理生态和形态结构