[发明专利]一种甘蔗种植3D交互虚拟教学实训系统及其建模方法

权利要求书

1.一种甘蔗种植3D交互虚拟教学实训系统的建模方法，其特征在于，该方法包括：

根据甘蔗种植技术，对甘蔗种植过程所需要的模型库进行三维建模；

根据甘蔗种植技术，建立甘蔗种植知识关联库；

根据甘蔗种植规程，结合二三维动画及场景渲染技术，建立甘蔗种植3D互动可视系统；

根据甘蔗的种植生长技术规程设定，按时序仿真甘蔗的种植生长过程；

根据不当的操作方式提供报警功能，并提供关于正确操作的视频和文字内容。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述甘蔗种植过程所需要的模型库包括：甘蔗模型库、农机模型库、肥料模型库、病害模型库、药剂模型库和甘蔗种植地块模型库。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述甘蔗种植知识关联库，包括施肥配置约束模型库、整地开垄约束数据库、下种方式约束数据库、病害防治约束数据库、生长发育与气候条件约束数据库和种茎处理约束数据库。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述建立甘蔗种植3D互动可视系统，具体包括：

S1：基于动画技术，建立土壤选择模块，具体包括：

S11：对甘蔗适宜生长的不同土壤模型进行建模，包括黄壤土、冲积土、水稻土和紫色土；

S12：对土壤模型的表面、切面部分进行纹理赋值；

S13：利用动画旋转土壤模块；

S2：基于采样点动态扰动的Nurbs曲面，对犁地进行建模，具体包括：

S21：通过三维数字化仪对刚犁完的局部地块进行三维数据获取，转化为用于Nurbs曲面生成的控制点；

S22：根据Nurbs曲面控制点动态扰动因子，对Nurbs曲面进行重构，形成翻地地形网格；

S23：根据曲面计算UV，对翻地地块模型赋值翻地贴图纹理；

S3：基于椭球曲面的可调节参数模拟甘蔗开垄，具体包括：

S31：锁定椭球面Y轴方向，调节X轴、Z轴球面半径，形成垄切面坡度；

S32：设置椭球球心位置，调节垄深；

S33：根据调节好的椭球模型，沿Y轴对地形继续开垄网格处理，同时改变垄沟纹理；

S4：基于粒子系统，建立田间施肥模块，具体包括：

S41：根据甘蔗生长的时间段设置施肥自动提醒；

S42：基于甘蔗施肥配置约束模型库，提供施肥肥料及施肥量的交互配置；

S43：基于粒子系统，对田间施肥进行仿真模拟；

S5：基于粒子系统，建立病虫害防治模块，具体包括：

S51：为各生长时期病害的发生设置随机函数，随机函数给出发病几率和发病类型，并设置病害发生的自动提醒；

S52：基于甘蔗病害防治约束数据库，为甘蔗植株叶片动态置换病虫害叶片纹理；

S53：基于甘蔗病害防治约束数据库，提供病害防治药品选择及配置；

S54：基于粒子系统，对田间施药进行仿真模拟；

S6：基于动画技术，对甘蔗砍收进行模拟；

S7：基于二三维交互技术，建立种茎处理模块，具体包括：

S71：仿真剥叶鞘的效果；

S72：仿真甘蔗砍种的过程；

S73：仿真甘蔗种茎消毒过程；

S74：仿真甘蔗种茎催芽过程。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按时序模拟甘蔗的种植生长过程，具体包括：

依据甘蔗种植生长技术规程，建立甘蔗生长时间表；

设定甘蔗时间种植生长时序与模拟生长时序之间的比例关系；

建立动态日历以及甘蔗种植生长触发器。