形成了一个长期的计划,大约需要1年左右,来设计一个可以在功能—结构上模拟单个植物生长的3维植物模型。
它的不仅仅是外形像植物,更重要的是内部的水分/物质运输和生长过程也表现出对植物的模拟。比如你从左边
不断射来光线,他就往左边歪。你不给他浇水,他就萎蔫掉。你不施肥,他决不会从营养生长进入生殖生长等等。
俗称‘人工生命’吧,大概。——我们对植物的了解,还是大大超过动物的。

打算做这个课题有大约1个月了,原因有几个:

一则考博士复习普通植物学的时候,没想到通过解释GreenLab基本方程的办法,竟然也考了个良好。才发现
用数学方式描述植物学也还真是有用。

二则,发现法国人给我们的植物生成软件也没有源代码,也很不好用,参数太多。据说是因为他们收了企业
很多赞助,把软件商业化的缘故。其实我的渲染器代码受益人也是学校。我自己都不能开源的说。

第三,最近在花店,发现其实一个植物生长机那真是园艺游戏的基础。左边一剪刀,右边一剪刀,花儿到底
什么样子?把花儿种在手机里如何?一株植物2个分叉,左边右边各留3朵花,或者只在一边留6朵,到底哪个
情况结出的果实大?

第四,顺便的,生成植物模型的时候,就不必叫美工去做,而是电脑随意生成,不错吧!

具体来说,目前模拟植物的模型有3大类,分别是L-System,AMAP Sim和GreenLab.前者来自卡尔加里大学,后2者来自
法国自动化研究。我们实验室用的是第3个模型,产生的是玉米,水稻,棉花和樟子松的模型。当然,我们和卡尔加里
大学的那位什么什么斯基教授也有来往,但主要还是和GreenLab的爸爸—飞利浦老师合作。

从技术上说,一般的L-System是基于分形的,是极为工整的植物外观模拟。植物都很漂亮,其规则也有明确的植物学结构意思,
例如叶序,花序,分支,节间等等。但是至少我们实验室的主任认为这些规则没有很好的功能意思。你不能从L System得到
什么关于植物内在的数据,也很难使他与环境互动起来。

而GreenLab是包含比较完整的生物量产生与生物量分配模型的模型。他的基础是Source-Sink Model和植物构件自动机
简单地说,又你可以从叶片尺寸,水分蒸腾和营养输入,得到每一时刻的糖类生产质量,结合生物量在不同器官间的分配,
从而得到与外界互动的植物模型。  而这模型其空间性质又反馈的影响生长过程,好似真的植物一样。

现在开始收集文献,不令人奇怪的是,L-System拥有最好的文档系统。好在我有2个实验室的许多学位论文,否则GreenLab的真相
怕是永远也不能揭晓给大家了。

下面是L系统的讲义
L-System的老家:
http://algorithmicbotany.org/papers/L-System的SIGGRAPH讲义:
http://algorithmicbotany.org/papers/sigcourse.2003.html

The Algorithmic Beauty of Plants

The Algorithmic Beauty of Plants 详细描述了L-System植物算法的核心。可以下载。

http://algorithmicbotany.org/papers/#abop

需要说明的是,我不打算专门进行植物渲染的研究,比如叶绿体,绒毛等等。那样子我从学校得不到经费或者智力的支持。

我的计划核心在于建立从功能到结构的开源植物模拟模拟机器。3D图形表示的是他的外观。但是,这无论如何

也算是图形学相关的内容吧,哈哈。大家一起议论一下是不是这样子?无论如何,SIGGRAPH 80年代就出现植物

模拟的论文呢。只有流体力学方程或者引擎的东西才算图形学么?


GreenLab的简要介绍pdf:

http://www.scilab.org/events/scilab2004/final_paper/14-MengZhen_GreenLab.pdf一份简单的源代码for SciLab

http://lis.buaa.edu.cn/scilab05/downloads/Scilab_former/02/X%20Zhao-Greenlab.zip

GreenLab中国主页:

http://liama.ia.ac.cn/index.php?option=com_content&task=view&id=23&Itemid=63

GreenLab(DigiPlant)法国主页:

http://www.inria.fr/recherche/equipes/digiplante.en.html

残念DigiPlant是非公开的


下面的图 解释了 我的玉米模型从何而来。这Ma Y.T.和Kang M.Z.都是我师姐,哈哈。

再下边的是银杏。



植物生长阶段识别 深度学习_图形学
Figure 1: Fitting results obtained on maize data from China Agriculture University (Ma Y.T.);
(a) simulated maize, (b) internode weights, and (c) leaf weights. Red dots represent experimental data and green lines simulated data.



植物生长阶段识别 深度学习_html_02
Figure 2: Architectural and physiological growth of a gingko tree (Kang M.Z.).


接下来,我将首先分析L-System与GreenLab模型的植物学概念及其数学模型。然后提出适合园艺游戏需要的

植物模型与算法。这大概需要一个比较长的过程。哈哈。但是:


                            伙计们,给我拿L System的专著和博士论文来吧!


(待续。。。)