[发明专利]一种辣椒果实几何建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字农业技术领域，特别涉及一种辣椒果实几何建模方法。

背景技术

数字植物是数字农业的基础性研究工作，其综合利用数字化技术对植物的生命过程和农业生产过程进行定量化可视化研究，为植物几何建模、生长过程模拟、可视化计算、植物生命体系的数字化表达、协同科研试验、集成应用以及成果共享等，提供支撑技术和信息服务平台。

随着计算机硬件性能的不断提高以及虚拟植物建模、景观设计等领域的不断研究，使得较高真实感的植物造型成为可能和必需。

辣椒果实长圆筒状，果肉较厚，颜色艳丽、美观；分为红色、黄色、紫色、绿色等多种颜色。整个果实一般分为2到4个部分(不含柄)，相邻两部分的连接处有比较明显的沟痕，并且果实的上下两个尖端明显下凹。

植物果实的几何建模方法主要通过植物本身的轮廓特征结合参数曲面来构建：

苏红波基于苹果果实的外形特征，提取外形参数，利用Bezier曲线，拟合外围轮廓曲线，将轮廓线按照一定的轨迹曲线旋转，构造了苹果果实；参考文献：苏红波，郭新宇，陆声链，温维亮，王衍安，戴仕明，苹果花序几何造型及可视化研究，中国农学通报，2009，2，5(02)。

陆玲和周书民提出了一种基于曲面参数方程的植物果实的造型方法，该方法使用凹凸纹理处理方式对椭球参数方程进行变形，模拟各种不同形状植物果实形状。参考文献：陆玲，周书民，植物果实的几何造型及可视化研究，系统仿真学报，2007，4，19(8)。

邓青青等人通过拼接多个Bezier曲面，实现了果实表面的构建，模拟了柑橘和苹果。参考文献：邓青青，虚拟柑橘生长可视化建模研究与实现。

上述背景技术有如下缺陷：

轮廓线按照轨迹线旋转的方法构造的果实较光滑，难以构造表面凹凸感较强的植物果实；

基于曲面参数方程的植物果实的造型方法对构建果实外形的控制不够灵活；

通过拼接多个Bezier曲面构造果实的方法无法实现曲面的无缝光滑拼接，并且容易出现表面的缝隙断裂等情况。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何构造出辣椒果实凹凸感较强的果实模型，并且果实模型表面光滑无裂痕。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种辣椒果实几何建模方法，包括以下步骤：

S1：根据辣椒果实表面的标记点分别采集辣椒果实每个部分表面的三维数据点，所述辣椒果实被表面的沟痕将所述辣椒果实分为2到4个部分；

S2：根据每部分的三维数据点利用NURBS曲面分别对每个部分建模；

S3：采用样条拼接方法将各部分建模的模型拼接成完整的辣椒果实模型。

其中，所述步骤S2中具体建模的NURBS公式如下：