丁维龙，朱元伟，章谦元，张玉屏

（1.浙江工业大学 计算机科学与技术学院，浙江 杭州 310023；2.中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室，浙江 杭州 310006）

水稻生长可视化模拟系统的设计与实现

丁维龙1，朱元伟1，章谦元1，张玉屏2

（1.浙江工业大学 计算机科学与技术学院，浙江 杭州 310023；2.中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室，浙江 杭州 310006）

针对目前国内外虚拟作物的研究现状，在Windows平台上，使用OpenGL图形接口，采用面向对象编程技术，设计并实现了一个集水稻形态模拟及可视化、场景动态渲染、水稻生长动画等功能的三维结构可视化模拟系统原型.首先结合水稻的空间结构特点，基于参数化L系统，在器官尺度上模拟了单株水稻的拓扑结构.在此基础上，结合水稻的生长特性，构建了水稻生长的有限状态自动机模型，实现了对水稻动态生长过程的可视化描述.简述了系统的总体结构及基本功能，论述了系统设计与实现过程中涉及的关键技术，并给出了系统的界面以及实现的一些典型效果图.

虚拟作物；可视化；水稻生长建模；参数化L系统；自动机模型

以植物为对象的建模、仿真与可视化研究开始于上世纪60年代.早期的研究主要是基于计算机图形学的树木外型模拟，追求的是视觉效果的真实性.近十几年来，基于结构功能反馈机制的虚拟作物研究受到了越来越多的关注.国内外众多学者在棉花［1］、玉米［2－3］、高粱［4］、西瓜［5］、小麦［6］等作物的器官建模以及植株生……