2．2 基于X3D植物形态结构模型的建立和可视化

　　2.2．1 三维结构建模方法 利用 X3D创建虚拟植物，生成三维模型的方法大致如下 摘要：

　　(1)利用 X3D节点直接编写程序 。对于植物都具有根 、茎 、叶三个主要部 分 ，叶子这种 复杂 的造型可以采用挤压节点一Extrusion来实现。具体语句结构可参考有关文献。但仅仅根据 X3D语法构造准确的三维空间模型是很困难的，对于复杂模型的构造和修改就 比较不方便。

　　(2)除了使用节点直接编程之外，还要考虑使用其它辅助建模软件创建模型。由于一些结构和外形的复杂性，直接用 X3D建模比较困难，可以利用第 三方的造型软件来建模．然后通过相应的接口导出X3D文件，最后编辑 X3D 源程序 的相关部分来实现。通常的做法是，利用 AutoCAD建立复杂模型后，假如希望有更好的效果，可以输入到 3DMAX 中赋予材质、色彩建立光照效果、合成，最后转成 X3D文件 ，插入到虚拟环境 中。

　　2．2．2 交互编程方式在建模过程中．X3D 中常用的编程方式主要有以下二种 摘要：

　　(1)用 X3D中的script节点编程。script节点可以帮助 X3D完成复杂的交互过程．它有以下4个功能摘要：可感应环境的变化及用户的操作摘要：从其它节点接收事件并进行一些处理；内部 的程序块可完成一些计算工作；通过发送事件使外界产生相应的变化。Scrip节点可以像其它的X3D节点一样放置在场景中的任何地方，可以重命名，可以从它那里移走事件，也可以把事件传给它。这是最常用的编程方法，目前用的较多的描述性语言是 Javascript和 VRMI_script。目前大多X3D浏览器都支持Javascript编程．而支持VRMLSeript编程的浏览器主要是 BS Contact Player。

　　(2)通过 X3D的外部编程接口API进行编程。这种编程方式答应虚拟场景和其它对象沟通，因而可以实现虚拟场景和其它对象的结合，达到令人满足的效果。

3 国内外 X3D在项目中的应用目前状况、存在的新问题

　　3．1 应用目前状况

　　X3D技术在国内外已用很多应用成果．如美国海军探究生院 fNPS1进行曲——基于Web的场景创作及可视化探究 和开发 的项 目 SAVAGE Project．就是基于X3D技 术进行研发的，并取得了阶段性的成果．

　　LATFICE Technology利用X3D的扩展 ．Lattice XV1parametric进行医疗方面的应用取得了令人欣喜的成果，还有一些已经投入应用的X3D 技术，如Blaxxun3D[61和 Shout3Dl。他们并不是采用 plugins的 方式．而只需要 Web浏览器支持 Java，就可以在用户端自动下载安装。中国在X3D技术方面的发展要落后于西方国家。但是由于X3D有着神奇的效果、精简的代码和灵活的语法结构，探究X3D技术的人越来越多。

　　3．2 存在的新问题

　　对于基于 X3D的虚拟植物的探究可 以说现在仍处于初级阶段，存在着许多技术和实践中的新问题。

　　(1)模型的功能不够强大。多数模型在 植物体结构和功能的联系、植物和环境的相互关系、地上部分和地下部分 的整体联系以及生理生态和形态 结构的耦合等方面欠完善。假如将地上部分和地下部分整体联系起来，可能具有更大的探究意义。其次，植物种类繁多，植物生长机理复杂要想真实地虚拟植物的生长过程还较困难。网此除了对植物生长过程进行大量的观察 和测量外还必须探究虚拟植物模型和具体植物的生态生理模型有机结合的新问题 。

　　(2)缺乏多学科知识的融合。植物生长建模探究应该以综合各类信息技术为途径 ，扩展并强化它在农林业中的广泛应用。目前，虽然已经包括了综合应用遥感 (RS)技术、地理信息系统 (GIS)、全球定位系统(GPS)、网络技术 、传感技术、自动控制 、人工智能、多媒体等 ，但结合运用不够 ，没有为虚拟植物建模探究带来更 多新的思路和方法。

　　4 基于 X3D的虚拟植物探究前景展望

　　基于X3D的虚拟植物探究对人类社会的影响才刚刚 开始 。作为一种 新生事物 ，它的发展 前景 十分 广阔，有许多值得进一步探索的探究课题。

　　由于植物生长机理和生长过程十分复杂．需要探究如何建立能真实 反映植物生长机理的生理生态模型(如光合功能模型及呼吸功能模型等)以及植物生长环境模型如光照 、土壤 、水肥等模型)；在此基础上 ，为了能够真实有效地模拟农作物的生长过程。还需进一步探究形态发生模型 和生理生态模 型的有机结合。

　　以后 ，根系虚拟探究将 成为重 点。 目前植物根系的模拟是虚拟植物探究中最为薄弱的环节。由于根系是植物和外界环境进行物质和能量交换的重要媒介，要真实模拟水分、肥料等环境因素对植物生长发育的影响『引，加强根系的探究尤为必要。可以认为 ，根系的探究将成为虚拟植物未来 的重要探究方 向。

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