林金花， 刘晓东， 刘国荣， 陈满林

(1.长春工业大学软件职业技术学院，吉林长春 130012; 2.西安交通大学电信学院，陕西西安 710049)

0 引 言

对虚拟作物进行动态外观改变及静态分析是虚拟作物研究的重要组成部分。目前变形方法有很多种，传统的非自由变形技术可以生成许多类型的三维几何形状，容易编辑，但是仅能用于特定的几何形体的变形，变形灵活性差，不能实现复杂物体的变形。在80年代提出的基于三维网格控制的自由变形技术(Free-Form Deformation，FFD)[2]采用不同的基函数定义映射关系，即均匀B样条基函数有理Bernstein基函数、NURBS基函数等，适用范围比较广泛，但是变形算法比较复杂，计算量大，不易操作。针对以上不足又出现了基于参数曲面的自由变形算法，这种方法空间开销小，变形速度快。但采用B样条张量积曲面控制的矩形网格是规则网格，难以贴合拓扑复杂的农作物植株外形，控制手段不够灵活。

近年来，细分曲面技术[3]和自由变形方法快速发展并得到了广泛的应用。DFFD方法将Voronoi图和Sibson局部坐标系引入变形过程中，具有更大的变形灵活性和通用性;细分曲面是通过用低分辨率的控制网格和定义在控制网格上的细分规则来表示光滑曲面的，规则简单，拓扑适应能力强。而虚拟作物的形态相对于其它规则物体比较复杂，使用传统的变形方法就需要初始控制网格足够细致，计算量成倍增加，采用细分技术可以实现用较少的控制点变化来控制物体的整体变形，使得变形具有控制网格为任意拓扑结构的FFD方法的灵活性，又保持了基于细分曲面控制的变形技术的低计算开销。……