一種植物三維模型的展示方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)信息【技術(shù)領(lǐng)域】，公開(kāi)了一種植物三維模型的展示方法及系統(tǒng)，該方法包括：獲取植株不同尺度的圖像信息，所述圖像信息包括二維圖像信息和三維圖像信息；對(duì)所述圖像信息進(jìn)行處理得到所述植株不同層次的三維模型；將所述植株不同層次的三維模型進(jìn)行模型融合，得到整株融合模型；對(duì)所述整株融合模型進(jìn)行模型展示；構(gòu)建模型展示交互界面，利用體感控制技術(shù)通過(guò)手勢(shì)指令與當(dāng)前正在進(jìn)行的模型展示進(jìn)行交互控制，并將所述模型展示進(jìn)行多平臺(tái)發(fā)布。采用本發(fā)明提出的基于Leap?Motion體感控制技術(shù)的植物三維模型展示方法及系統(tǒng)，有效地提高植物三維模型展示的準(zhǔn)確性，系統(tǒng)性和趣味性。
【專利說(shuō)明】一種植物三維模型的展示方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)信息【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種植物三維模型的展示方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域重視程度不斷加大，農(nóng)業(yè)科普工作發(fā)展相對(duì)良好，但相關(guān)展示系統(tǒng)發(fā)展緩慢，對(duì)科普效果有一定的影響。
[0003]目前植物科普展示運(yùn)用最多的是圖像，文本，視頻等二維方式，展示形式趨于統(tǒng)一，略為單調(diào)，與觀眾互動(dòng)較少，觀眾處于被動(dòng)接受的狀態(tài)，缺乏沉浸感和體驗(yàn)感，這就造成觀眾興趣缺失，導(dǎo)致科普展示起不到應(yīng)有的效果。除了上述傳統(tǒng)的展示方式，數(shù)字三維模型在一些科普展示中也得到了應(yīng)用，但是這些模型多由美工人員繪制，更側(cè)重于模型的藝術(shù)效果，在科學(xué)性和準(zhǔn)確性上存在一定偏差，這也是在科普展示中要盡力避免的一些問(wèn)題。另外現(xiàn)有展示植物內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的方法，大多為切片標(biāo)本和顯微圖像等二維的展現(xiàn)方式，缺乏從細(xì)胞層次到組織層次再到植株個(gè)體層次，逐級(jí)展示其三維結(jié)構(gòu)和各級(jí)之間構(gòu)成關(guān)系的方法和系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種植物三維模型的展示方法及系統(tǒng)，有效地提高植物三維模型展示的準(zhǔn)確性，系統(tǒng)性和趣味性。
[0005]本發(fā)明提出了一種植物三維模型的展示方法，所述方法包括以下步驟:
[0006]獲取植株不同尺度的圖像信息，所述圖像信息包括二維圖像信息和三維圖像信息；
[0007]對(duì)所述圖像信息進(jìn)行處理得到所述植株不同層次的三維模型；
[0008]將所述植株不同層次的三維模型進(jìn)行模型融合，得到整株融合模型；
[0009]對(duì)所述整株融合模型進(jìn)行模型展示；
[0010]構(gòu)建模型展示交互界面，利用體感控制技術(shù)通過(guò)手勢(shì)指令與當(dāng)前正在進(jìn)行的模型展示進(jìn)行交互控制。
[0011]進(jìn)一步地，所述方法還包括:
[0012]將所述模型展示進(jìn)行多平臺(tái)發(fā)布。
[0013]進(jìn)一步地，所述獲取植株不同尺度的圖像信息具體包括:
[0014]獲取植株的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)、二維圖像序列和三維表面圖。
[0015]進(jìn)一步地，所述對(duì)圖像信息進(jìn)行處理得到所述植株不同層次的三維模型具體包括:
[0016]將植株的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪和精簡(jiǎn)，并將處理后的數(shù)據(jù)三角網(wǎng)格化形成整株模型；
[0017]將二維圖像序列利用面繪制方法建立三維模型，并將多個(gè)二維圖像序列對(duì)應(yīng)的三維模型進(jìn)行配準(zhǔn)和拼接得到組織模型；
[0018]將三維表面圖進(jìn)行微變形、拼接和融合，得到細(xì)胞模型。
[0019]進(jìn)一步地，所述對(duì)整株融合模型進(jìn)行模型展示具體包括:
[0020]采用多細(xì)節(jié)層次，根據(jù)所述整株融合模型中的節(jié)點(diǎn)在顯示環(huán)境中所處的位置，調(diào)節(jié)渲染資源的分配；
[0021]采用遮擋剔除，對(duì)所述整株融合模型中未被遮擋的部分進(jìn)行渲染；
[0022]采用視錐剔除，對(duì)所述整株融合模型中呈現(xiàn)在攝像機(jī)視錐內(nèi)部的部分進(jìn)行渲染；
[0023]對(duì)經(jīng)過(guò)上述步驟處理后的整株融合模型進(jìn)行多層次展示。
[0024]進(jìn)一步地，所述將模型展示進(jìn)行多平臺(tái)發(fā)布具體為通過(guò)Unity3D工具實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)的發(fā)布。
[0025]本發(fā)明還提出了一種植物三維模型的展示系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0026]信息獲取模塊，用于獲取植株不同尺度的圖像信息，所述圖像信息包括二維圖像息和二維圖像息;
[0027]模型生成模塊，用于對(duì)所述圖像信息進(jìn)行處理得到所述植株不同層次的三維模型；
[0028]模型融合模塊，用于將所述植株不同層次的三維模型進(jìn)行模型融合，得到整株融合模型；
[0029]展示模塊，用于對(duì)所述整株融合模型進(jìn)行模型展示；
[0030]交互控制模塊，用于構(gòu)建模型展示交互界面，利用體感控制技術(shù)通過(guò)手勢(shì)指令與當(dāng)前正在進(jìn)行的模型展示進(jìn)行交互控制。
[0031]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括:
[0032]發(fā)布模塊，用于將所述模型展示進(jìn)行多平臺(tái)發(fā)布。
[0033]進(jìn)一步地，所述信息獲取模塊具體包括:
[0034]三維數(shù)字掃描儀，用于獲取植株的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
[0035]顯微切片掃描儀或CT掃描儀，用于獲取植株的二維圖像序列；
[0036]原子力顯微鏡，用于獲取植株不同部位和組織的部分三維表面圖。
[0037]進(jìn)一步地，所述模型生成模塊具體包括:
[0038]整株模型生成模塊，用于將植株的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪和精簡(jiǎn)，并將處理后的數(shù)據(jù)三角網(wǎng)格化形成整株模型；
[0039]組織模型生成模塊，用于將二維圖像序列利用面繪制方法建立三維模型，并將多個(gè)二維圖像序列對(duì)應(yīng)的三維模型進(jìn)行配準(zhǔn)和拼接得到組織模型；
[0040]細(xì)胞模型生成模塊，用于將三維表面圖進(jìn)行微變形、拼接和融合，得到細(xì)胞模型。
[0041]本發(fā)明提出了一種基于Leap Mot1n體感控制技術(shù)的植物三維模型的展示方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)植物科普的交互式展示，不僅增加了農(nóng)業(yè)科普知識(shí)的宣傳力度，帶給觀眾更加直觀的信息傳遞方式和虛擬世界的漫游體驗(yàn)，增強(qiáng)用戶的參與程度，提高用戶的沉浸感，而且，基于植物的不同尺度的三維信息獲取與融合，同時(shí)提高了植物科普展示中的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0042]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提出的一種植物三維模型的展示方法的流程圖；
[0043]圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提出的一種植物三維模型的展示系統(tǒng)的模塊示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0045]Leap Mot1n是一款具有動(dòng)作捕捉和手勢(shì)識(shí)別的紅外傳感器，通過(guò)雙目成像技術(shù)獲得雙手的三維空間坐標(biāo)，對(duì)坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡特征進(jìn)行模式識(shí)別得到用戶做出的手勢(shì)。因此用戶可以通過(guò)手勢(shì)與展示系統(tǒng)進(jìn)行交互，增強(qiáng)用戶參與程度，使展示取得更好的效果。隨著體感設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，把體感設(shè)備引入植物三維展示中，可以大大提高展示效果和觀眾的參與程度，對(duì)植物三維展示技術(shù)的發(fā)展有不可或缺的促進(jìn)作用。而且，隨著三維數(shù)字掃描技術(shù)的逐漸成熟，三維掃描的尺寸精度都有很大進(jìn)展，通過(guò)三維掃描儀可以得到I: I的精確三維模型，對(duì)植物，農(nóng)產(chǎn)品等三維模型獲取提供了快速高效的途徑，而且解決了手工建模科學(xué)性不足的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)切片的顯微掃描和三維重建，CT三維重建技術(shù)，以及原子力顯微鏡等技術(shù)可以獲取一般手段難以獲取的植物組織和細(xì)胞等內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息，將其有機(jī)整合后，該植物即可從宏觀到微觀，從外部形狀到內(nèi)部結(jié)構(gòu)都能很好的展示。結(jié)合LeapMot1n的手勢(shì)交互和上述三維模型重建和展示方法，可以給觀眾帶來(lái)全面的知識(shí)講解和全新的交互體驗(yàn)，提升觀眾參與感受。
[0046]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提出的一種植物三維模型的展示方法的流程圖，如圖1所示，所述方法包括以下步驟:
[0047]S101、獲取植株不同尺度的圖像信息，所述圖像信息包括二維圖像信息和三維圖像息;
[0048]S102、對(duì)所述圖像信息進(jìn)行處理得到所述植株不同層次的三維模型；
[0049]S103、將所述植株不同層次的三維模型進(jìn)行模型融合，得到整株融合模型；
[0050]S104、對(duì)所述整株融合模型進(jìn)行模型展示；
[0051]S105、構(gòu)建模型展示交互界面，利用體感控制技術(shù)通過(guò)手勢(shì)指令與當(dāng)前正在進(jìn)行的模型展示進(jìn)行交互控制。
[0052]本發(fā)明實(shí)施例中，所述植物三維模型的展示方法還包括:步驟S106、將所述模型展示進(jìn)行多平臺(tái)發(fā)布。
[0053]本發(fā)明實(shí)施例中通過(guò)Unity3D工具實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)的發(fā)布。其中，Unity3D可實(shí)現(xiàn)一次編碼多次發(fā)布，并通過(guò)更改發(fā)布選項(xiàng)完成PC，Mac, Web等多個(gè)平臺(tái)的發(fā)布。
[0054]其中，步驟SlOl具體包括:獲取植株的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)、二維圖像序列和三維表面圖。
[0055]在本發(fā)明實(shí)施例中，分別利用三維數(shù)字掃描儀、顯微切片掃描儀或CT掃描儀以及原子力顯微鏡等獲取植株不同尺度的二維或三維信息。其中三維掃描儀獲得的是三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，切片掃描和CT掃描獲得的是二維圖像序列，原子力顯微鏡獲得的是三維表面圖。
[0056]其中，步驟S102具體包括:
[0057]將植株的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪和精簡(jiǎn)，并將處理后的數(shù)據(jù)三角網(wǎng)格化形成整株模型；
[0058]將二維圖像序列利用面繪制方法建立三維模型，并將多個(gè)二維圖像序列對(duì)應(yīng)的三維模型進(jìn)行配準(zhǔn)和拼接得到組織模型；
[0059]將三維表面圖進(jìn)行微變形、拼接和融合，得到細(xì)胞模型。
[0060]在本發(fā)明實(shí)施例中，利用不同計(jì)算機(jī)圖形學(xué)算法對(duì)獲取的二維和三維信息進(jìn)行處理，分別得到每個(gè)層級(jí)的三維模型，具體包括:對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪、精簡(jiǎn)后，三角網(wǎng)格化形成整株模型；二維圖像序列采用面繪制方法建立三維模型，因?yàn)槊看涡蛄谢L(zhǎng)度有限，需將各部分模型進(jìn)行配準(zhǔn)和拼接；原子力顯微鏡每次獲取圖像面積較小，因此僅獲取不同部位和組織的部分三維表面圖，然后對(duì)其進(jìn)行微變形、拼接和融合等操作，使其拼組為完整的組織結(jié)構(gòu)。
[0061]本發(fā)明利用三維數(shù)字掃描儀、顯微切片掃描儀以及CT掃描儀和原子力顯微鏡等設(shè)備分別獲取植株從微觀到宏觀的不同尺度二、三維信息，處理數(shù)據(jù)生成三維模型，融合各尺度下三維模型，使之形成有機(jī)的統(tǒng)一整體，得到整株融合模型，并對(duì)整株融合模型進(jìn)行展
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[0062]其中，步驟S104具體包括:
[0063]采用多細(xì)節(jié)層次技術(shù)，根據(jù)所述整株融合模型中的節(jié)點(diǎn)在顯示環(huán)境中所處的位置，調(diào)節(jié)渲染資源的分配；
[0064]采用遮擋剔除技術(shù)，對(duì)所述整株融合模型中未被遮擋的部分進(jìn)行渲染；
[0065]采用視錐剔除技術(shù)，對(duì)所述整株融合模型中呈現(xiàn)在攝像機(jī)視錐內(nèi)部的部分進(jìn)行渲染；
[0066]對(duì)經(jīng)過(guò)上述步驟處理后的整株融合模型進(jìn)行多層次展示。
[0067]在本發(fā)明實(shí)施例中，主要采用L0D(Levels of Detail), Occlus1n Culling,和Frustum Culling技術(shù)進(jìn)行模型的展示。LOD意為多細(xì)節(jié)層次，根據(jù)模型在顯示環(huán)境中所處的位置，調(diào)節(jié)渲染資源的分配，減少非重要物體的面數(shù)和細(xì)節(jié)度，以降低渲染計(jì)算量。Occlus1n Culling為遮擋剔除,只渲染未被遮擋的物體。Frustum Culling為視錐剔除,只渲染在攝像機(jī)視錐內(nèi)部的物體。對(duì)經(jīng)過(guò)上述步驟處理后的整株融合模型進(jìn)行多層次展示，具體包括:相機(jī)據(jù)模型較遠(yuǎn)時(shí)，顯示由處理點(diǎn)云后得到的整株模型；相機(jī)拉近，放大植物模型，相機(jī)進(jìn)入植物內(nèi)部后顯示由處理圖像序列后得到的組織模型；繼續(xù)放大，相機(jī)進(jìn)入組織內(nèi)部后顯示由三維表面圖得到的細(xì)胞模型。
[0068]本發(fā)明實(shí)施例，利用Leap Mot1n for Unity3D SDK編程開(kāi)發(fā)用戶交互界面及其他功能組件，實(shí)現(xiàn)通過(guò)手勢(shì)指令與展示系統(tǒng)進(jìn)行交互的智能化交互過(guò)程。
[0069]例如，手指懸停表示選擇物體或點(diǎn)擊按鈕:獲取指尖坐標(biāo)，當(dāng)指尖在物體或按鈕區(qū)域停留時(shí)，開(kāi)始計(jì)時(shí)并顯示計(jì)時(shí)動(dòng)畫(huà)，停留時(shí)間超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，選擇或點(diǎn)擊生效。移動(dòng)單個(gè)手指表示滑動(dòng)鼠標(biāo):獲取手指?jìng)€(gè)數(shù)，當(dāng)手指?jìng)€(gè)數(shù)為I時(shí)，獲取指尖空間坐標(biāo)，并將空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為屏幕坐標(biāo)，將屏幕坐標(biāo)賦值給鼠標(biāo)。平移手掌表示操作模型位移:獲取手掌個(gè)數(shù)，若手掌個(gè)數(shù)為I時(shí)，獲取手掌空間坐標(biāo)，將手掌坐標(biāo)位置變化疊加給物體坐標(biāo)，控制物體進(jìn)行平移。兩手遠(yuǎn)離、靠近表示縮放模型:獲取手掌個(gè)數(shù)，若手掌個(gè)數(shù)為2時(shí)，獲取兩只手掌的空間坐標(biāo)，判斷手掌運(yùn)動(dòng)方向與距離，當(dāng)兩只手掌水平相向移動(dòng)時(shí)，縮小模型，縮小比例為運(yùn)動(dòng)初始位置與運(yùn)動(dòng)結(jié)束位置之比；當(dāng)兩只手掌水平相背移動(dòng)時(shí)，放大模型，放大比例為運(yùn)動(dòng)初始位置與運(yùn)動(dòng)結(jié)束位置之比。兩手抱球旋轉(zhuǎn)表示旋轉(zhuǎn)模型:獲取手掌個(gè)數(shù)，若手掌個(gè)數(shù)為2時(shí)，獲取十個(gè)指尖的空間坐標(biāo)，根據(jù)十個(gè)指尖的空間坐標(biāo)使用最小二乘法擬合球體，兩手旋轉(zhuǎn)時(shí)，模型的旋轉(zhuǎn)半徑為你和球體的半徑，旋轉(zhuǎn)角度為手掌運(yùn)動(dòng)初始角度與運(yùn)動(dòng)結(jié)束角度之差。
[0070]圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提出的一種植物三維模型的展示系統(tǒng)的模塊示意圖，如圖2所示,所述系統(tǒng)包括:
[0071]信息獲取模塊201，用于獲取植株不同尺度的圖像信息，所述圖像信息包括二維圖像息和二維圖像息；
[0072]模型生成模塊202，用于對(duì)所述圖像信息進(jìn)行處理得到所述植株不同層次的三維模型；
[0073]模型融合模塊203，用于將所述植株不同層次的三維模型進(jìn)行模型融合，得到整株融合模型；
[0074]展示模塊204，用于對(duì)所述整株融合模型進(jìn)行模型展示；
[0075]交互控制模塊205，用于構(gòu)建模型展示交互界面，利用體感控制技術(shù)通過(guò)手勢(shì)指令與當(dāng)前正在進(jìn)行的模型展示進(jìn)行交互控制。
[0076]在本發(fā)明實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括:發(fā)布模塊206，用于將所述模型展示進(jìn)行多平臺(tái)發(fā)布。
[0077]在本發(fā)明實(shí)施例中，信息獲取模塊201具體包括:
[0078]三維數(shù)字掃描儀，用于獲取植株的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
[0079]顯微切片掃描儀或CT掃描儀，用于獲取植株的二維圖像序列；
[0080]原子力顯微鏡，用于獲取植株不同部位和組織的部分三維表面圖。
[0081]在本發(fā)明實(shí)施例中，模型生成模塊202具體包括:
[0082]整株模型生成模塊，用于將植株的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪和精簡(jiǎn)，并將處理后的數(shù)據(jù)三角網(wǎng)格化形成整株模型；
[0083]組織模型生成模塊，用于將二維圖像序列利用面繪制方法建立三維模型，并將多個(gè)二維圖像序列對(duì)應(yīng)的三維模型進(jìn)行配準(zhǔn)和拼接得到組織模型；
[0084]細(xì)胞模型生成模塊，用于將三維表面圖進(jìn)行微變形、拼接和融合，得到細(xì)胞模型。
[0085]采用本發(fā)明提出的一種植物三維模型的展示方法及系統(tǒng)，基于Leap Mot1n體感控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)植物科普的交互式展示，不僅增加了農(nóng)業(yè)科普知識(shí)的宣傳力度，帶給觀眾更加直觀的信息傳遞方式和虛擬世界的漫游體驗(yàn)，增強(qiáng)用戶的參與程度，提高用戶的沉浸感，而且，基于植物的不同尺度的三維信息獲取與融合，同時(shí)提高了植物科普展示中的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)性。
[0086]通過(guò)以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可以通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)，也可以借助軟件加必要的通用硬件平臺(tái)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在一個(gè)非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)(可以是⑶-R0M，U盤(pán)，移動(dòng)硬盤(pán)等)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述的方法。
[0087]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本發(fā)明所必須的。
[0088]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實(shí)施例中的裝置中的模塊可以按照實(shí)施例描述進(jìn)行分布于實(shí)施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)裝置中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個(gè)模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子模塊。
[0089]以上公開(kāi)的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種植物三維模型的展示方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 獲取植株不同尺度的圖像信息，所述圖像信息包括二維圖像信息和三維圖像信息； 對(duì)所述圖像信息進(jìn)行處理得到所述植株不同層次的三維模型； 將所述植株不同層次的三維模型進(jìn)行模型融合，得到整株融合模型； 對(duì)所述整株融合模型進(jìn)行模型展示； 構(gòu)建模型展示交互界面，利用體感控制技術(shù)通過(guò)手勢(shì)指令與當(dāng)前正在進(jìn)行的模型展示進(jìn)行交互控制。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 將所述模型展示進(jìn)行多平臺(tái)發(fā)布。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取植株不同尺度的圖像信息具體包括: 獲取植株的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)、二維圖像序列和三維表面圖。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述對(duì)圖像信息進(jìn)行處理得到所述植株不同層次的三維模型具體包括: 將植株的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪和精簡(jiǎn)，并將處理后的數(shù)據(jù)三角網(wǎng)格化形成整株模型； 將二維圖像序列利用面繪制方法建立三維模型，并將多個(gè)二維圖像序列對(duì)應(yīng)的三維模型進(jìn)行配準(zhǔn)和拼接得到組織模型； 將三維表面圖進(jìn)行微變形、拼接和融合，得到細(xì)胞模型。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)整株融合模型進(jìn)行模型展示具體包括: 采用多細(xì)節(jié)層次，根據(jù)所述整株融合模型中的節(jié)點(diǎn)在顯示環(huán)境中所處的位置，調(diào)節(jié)渲染資源的分配； 采用遮擋剔除，對(duì)所述整株融合模型中未被遮擋的部分進(jìn)行渲染； 采用視錐剔除，對(duì)所述整株融合模型中呈現(xiàn)在攝像機(jī)視錐內(nèi)部的部分進(jìn)行渲染； 對(duì)經(jīng)過(guò)上述步驟處理后的整株融合模型進(jìn)行多層次展示。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述將模型展示進(jìn)行多平臺(tái)發(fā)布具體為通過(guò)Unity3D工具實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)的發(fā)布。
7.一種植物三維模型的展示系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 信息獲取模塊，用于獲取植株不同尺度的圖像信息，所述圖像信息包括二維圖像信息和二維圖像信息； 模型生成模塊，用于對(duì)所述圖像信息進(jìn)行處理得到所述植株不同層次的三維模型； 模型融合模塊，用于將所述植株不同層次的三維模型進(jìn)行模型融合，得到整株融合模型； 展示模塊，用于對(duì)所述整株融合模型進(jìn)行模型展示； 交互控制模塊，用于構(gòu)建模型展示交互界面，利用體感控制技術(shù)通過(guò)手勢(shì)指令與當(dāng)前正在進(jìn)行的模型展示進(jìn)行交互控制。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 發(fā)布模塊，用于將所述模型展示進(jìn)行多平臺(tái)發(fā)布。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信息獲取模塊具體包括: 三維數(shù)字掃描儀，用于獲取植株的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)； 顯微切片掃描儀或CT掃描儀，用于獲取植株的二維圖像序列； 原子力顯微鏡，用于獲取植株不同部位和組織的部分三維表面圖。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模型生成模塊具體包括: 整株模型生成模塊，用于將植株的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪和精簡(jiǎn)，并將處理后的數(shù)據(jù)三角網(wǎng)格化形成整株模型； 組織模型生成模塊，用于將二維圖像序列利用面繪制方法建立三維模型，并將多個(gè)二維圖像序列對(duì)應(yīng)的三維模型進(jìn)行配準(zhǔn)和拼接得到組織模型； 細(xì)胞模型生成模塊，用于將三維表面圖進(jìn)行微變形、拼接和融合，得到細(xì)胞模型。
【文檔編號(hào)】G06T15/00GK104200516SQ201410381580
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】郭新宇, 王虓, 王傳宇, 吳升, 溫維亮 申請(qǐng)人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心