[发明专利]一种基于生长体空间的植物生长动画合成方法

权利要求书

1.一种基于生长体空间的植物生长动画合成方法，其特征在于，包括步骤：

S1：在植物对象的各器官从开始生长到停止生长的阶段内的关键时期，进行特征点提取，建立各器官在所述关键时期的三维形态模板；

S2：在所述植物对象的生命周期内，记录各器官开始生长、停止生长、开始衰老和终止的时间节点；

S3：根据所述三维形态模板和所述时间节点，建立各器官的生长体空间；

S4：在所述生长体空间范围内，计算各器官在连续时间轴上的三维形态，并将各器官按照植株拓扑结构组合，得到所述植物对象生长过程的模拟动画。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述关键时期包括，所述植物对象的各器官从开始生长到停止生长的阶段内的前期缓慢生长时期、快速生长时期和后期慢速生长时期。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：在植物对象的各器官从开始生长到停止生长的阶段内的关键时期，采用三维数字化设备对各器官进行特征点提取，建立各器官在所述关键时期的三维形态模板。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：在所述植物对象的生命周期内，以日期序号的形式记录各器官开始生长、停止生长、开始衰老和终止的时间节点。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述日期序号以播种日期开始，并且记录播种当天的序号为1，之后以天为单位累加。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：根据所述三维形态模板和所述时间节点，以B样条体插值方法建立各器官的生长体空间。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述生长体空间方程如下：

P(u,w,t)=Σk=0qΣi=0nΣj=0mBi,n(u)×Bj,m(w)×Bk,q(t)×Vi,j,k]]>

其中，p(u，w，t)表示对应于参数u，w，t的插值点；u表示器官模型曲面的横向坐标参数，介于0到1；w表示器官模型曲面的纵向坐标参数，介于0到1；t表示器官模型的时间坐标参数，介于0到1；i表示器官模型曲面的横向插值参数变量；j表示器官模型曲面的纵向插值参数变量；k表示器官模型的时间轴插值参数变量；n表示器官模型曲面的横向B样条插值次数；m表示器官模型曲面的纵向B样条插值次数；q表示器官模型的时间轴B样条插值次数；B_i，n(u)表示关于u的n次B样条基函数；B_j，m(w)表示关于w的m次B样条基函数；B_k，q(t)表示关于t的q次B样条基函数；V_i，j，k表示在时间为k时，器官模型曲面的第i行第j列个特征点。