[发明专利]基于变形的叶片边缘锯齿的形状模拟方法

说明书

本发明提供了一种基于变形的叶片边缘锯齿的形状模拟方法，包括：基于矩形变形的叶片，对叶片边缘再次变形，利用正弦函数及其组合，模拟圆形、直形、尖形和渐尖形锯齿，并通过改变锯齿的方向，形成不同效果的锯齿。本发明能够模拟不同类型叶片边缘锯齿的形状，简单易行。

技术领域

本发明属于植物叶片形状模拟技术领域，具体涉及一种基于变形的叶片边缘锯齿的形状模拟方法。

背景技术

植物器官的空间形态结构是植物基因表达、资源获取和生殖繁衍等生命属性特征表征的载体，为定量研究植物生长规律提供依据，还能够对植物差异环境下生长的一些指标进行预测。目前植物叶片形状模拟的方法有许多，但针对叶片边缘锯齿的形状模拟较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于变形的叶片边缘锯齿的形状模拟方法。

本发明提供了一种基于变形的叶片边缘锯齿的形状模拟方法，包括：基于矩形变形的叶片，对叶片边缘再次变形，利用正弦函数及其组合，模拟圆形、直形、尖形和渐尖形锯齿，并通过改变锯齿的方向，形成不同效果的锯齿。

进一步地，所述模拟方法具体包括：

1、初始矩形

确定矩形的下边中点在坐标原点，如下式：

x(u,v)＝a_xu

y(u,v)＝b_yv -0.5≤u≤0.5

z(u,v)＝0

设a_x＝150像素单位，b_x＝5像素单位；

2、叶片形状变形

根据叶片形状对矩形平面设定水平方向变形函数△x(u,v),垂直方向变形函数△y(u,v)，得到叶片的几何形状参数方程为：

x(u,v)＝a_xu+Δx(u,v)

y(u,v)＝b_yv+Δy(u,v)

z(u,v)＝0

设

Δx＝2ua_x sin(πv)

Δy＝va_y sin(π(u+0.5))-(1-v)a_y sin(π(u+0.5))

模拟实际对应的叶片；

3、叶片边缘锯齿的形状模拟

在叶片形状的基础上再次进行锯齿变形，如下式：

x(u,v)＝a_xu+Δx(u,v)+Δx_c(u,v)

y(u,v)＝b_yv+Δy(u,v)+Δy_c(u,v)

z(u,v)＝0

不同的锯齿形状采用不同的变形函数△x_c(u,v)和△y_c(u,v)；

4、朝向水平方向的叶齿形状的模拟

(1)圆形锯齿

圆形锯齿直接用正弦函数控制水平方向圆齿的变化情况，如下式

Δx_c(u,v)＝A_xu|sin(n_yπv)|

Δy_c(u,v)＝0