[发明专利]一种同种异态森林场景构建方法及系统

权利要求书

1.一种同种异态森林场景构建方法，其特征在于，所述方法包括：

采集单棵树木的3D模型；

采用圆环切割法将所述模型骨架化，得到所述模型的骨架化数据，在所述骨架化数据中，每个枝干是以多个带半径和方向的圆环序列表示的；

对所述模型进行分层；

根据所述骨架化数据计算得到层内形态描述参数和相邻层间的传递规则参数；

计算各层内形态描述参数的高斯分布值和方差；

计算各相邻层间的传递规则参数的高斯分布值和方差；

根据所述层内形态描述参数和所述相邻层间的传递规则参数的高斯分布值和方差对所述层内形态描述参数和所述相邻层间的传递规则参数进行随机扰动，得到扰动后的参数值；

根据所述扰动后的参数值生成不同姿态的树干，所述不同姿态的树干构成所述模型的组件集；

选择所述组件集中的枝干组合生成所述森林场景中的树木；

所述根据所述骨架化数据计算得到层内形态描述参数和相邻层间的传递规则参数，具体包括：

根据所述骨架化数据计算层内形态描述参数，所述层内形态描述参数包括层内枝干在指定位置以所述枝干与所述枝干的父枝干的交点为圆心的半径、所述枝干相对于所述枝干的父枝干的转角和偏角，所述枝干为从所述父枝干上生长出的枝干；

确定相邻两层之间的传递参数，所述传递参数包括子枝干相对于父枝干的偏角、所述子枝干半径与父枝干半径的比值、所述子枝干长度与所述父枝干长度的比值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用圆环切割法将所述模型骨架化，得到所述模型的骨架化数据，具体包括：

采用不同方向的平面对所述模型指定位置的三角面片和与所述三角面片相邻接的面片进行切割；

将一次切割中得到的三角面片上的折线段相连接，得到封闭的折线回路；

判断所述折线回路是否与圆形的相似度达到预设值，如果是，则此次切割有效，将此次切割所得到的圆环加入到圆环序列中，如果否，则丢弃此次切割所得数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择所述组件集中的枝干生成所述森林场景中的树木，具体包括：

在所述组件集中随机抽取与所需层次相对应的层的枝干；

将抽取的枝干组合，生成多个形态不一的树木。

4.一种同种异态森林场景构建系统，其特征在于，所述系统包括：

采集单元，用于采集单棵树木的3D模型；

模型骨架化单元，用于采用圆环切割法将所述模型骨架化，得到所述模型的骨架化数据，在所述骨架化数据中，每个枝干是以多个带半径和方向的圆环序列表示的；

分层单元，用于对所述模型进行分层；

参数计算单元，用于根据所述骨架化数据计算得到层内形态描述参数和相邻层间的传递规则参数；

层内参数特征计算单元，用于计算所述各层内形态描述参数的高斯分布值和方差；

层间参数特征计算单元，用于计算所述各相邻层间的传递规则参数的高斯分布值和方差；

随机扰动单元，用于根据所述层内形态描述参数和所述相邻层间的传递规则参数的高斯分布值和方差对所述层内形态描述参数和所述相邻层间的传递规则参数进行随机扰动，得到扰动后的参数值；

树干生成单元，用于根据所述扰动后的参数值生成不同姿态的树干，所述不同姿态的树干构成所述模型的组件集；

树木生成单元，用于选择所述组件集中的枝干组合生成所述森林场景中的树木；

所述参数计算单元具体包括：

层内参数计算子单元，用于根据所述骨架化数据计算层内形态描述参数，所述层内形态描述参数包括层内枝干在指定位置以所述枝干与所述枝干的父枝干的交点为圆心的半径、所述枝干相对于所述枝干的父枝干的转角和偏角，所述枝干为从所述父枝干上生长出的枝干；

层间参数计算子单元，用于确定相邻两层之间的传递参数，所述传递参数包括子枝干相对于父枝干的偏角、所述子枝干半径与父枝干半径的比值、所述子枝干长度与所述父枝干长度的比值。