申请/专利权人：上海园林(集团)有限公司

申请日：2023-12-18

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117744210A

主分类号：G06F30/13

分类号：G06F30/13

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明提供一种园林乔木轻量化仿真模型的搭建方法，用于建立园林乔木轻量化仿真模型，该方法包括：首先，通过设定关键参数，依次生成乔木的主干、主枝、次枝、叶片丛、树冠、根部土球的几何体块模型；其次，将主干、主枝和次枝交错融合为一个枝干表皮mesh模型，将组成树冠的叶片丛交错融合为一个树冠表皮mesh模型；最后，通过减少枝干和树冠表皮mesh模型的面数进行轻量化压缩处理，单个模型不超过400字节，生成乔木轻量化的仿真模型。本发明将乔木所有组成部分都进行参数化控制，通过调整参数可以生成各种品种、规格、树形的园林乔木，既能满足乔木形态的高仿真要求，同时轻量化的特征也能满足风景园林工程整体模型对单个乔木模型大小要求，具备广泛的实用性。

主权项：1.一种园林乔木轻量化仿真模型的搭建方法，其特征在于，该方法用于建立园林乔木轻量化仿真模型，基于Rhino平台运行，利用Grasshopper语言编译实现，园林乔木轻量化仿真模型由枝干、树冠和根部土球的表皮mesh模型组成，其具体包括如下步骤：第一步，建立树干几何模型体块：在Rhino平台上先绘制出一个模型点作为乔木主干的基点，将基点抬升设定高度成为乔木主干的顶点，连接顶点与基点形成主干中轴线，将顶点与基点之间的高度设定为主干高度参数H1；根据乔木主干半径，沿主干中轴线生成圆柱体，代表乔木主干的几何模型体块，设定其半径为主干半径参数D1；第二步，建立主枝几何模型体块：根据乔木主枝数量，在中轴线上提取相应数量的点作为主枝基点，将主枝数量设定为参数N1；以主干顶点为圆心生成水平圆，作为主枝顶点的布局控制圆，设定其半径为半径参数d1；将控制圆按照乔木主枝数量划分成N1个圆弧，在每一段圆弧中随机提取一个点作为主枝顶点的水平投影点；将水平投影点抬升设定高度成为主枝顶点，连接主枝基点和主枝顶点形成主枝中轴线，将水平投影点和顶点之间的最大高度设定为主枝高度参数H2；根据乔木主枝半径，沿主枝中轴线生成圆柱体，代表乔木主枝的几何模型体块，设定其半径为主枝半径参数D2；第三步，建立次枝几何模型体块：重复第二步中乔木主枝的搭建逻辑，设定每一根主枝上的次枝数量参数N2，次枝顶点最大高度数值参数H3，从主枝中轴线上生成次枝基点和次枝顶点，连接次枝基点和次枝顶点形成次枝中轴线，根据乔木次枝半径，沿次枝中轴线生成圆柱体，代表乔木次枝的几何模型体块，设定其半径为次枝半径参数D3；第四步，融合枝干几何模型体块：先集合代表乔木主干、主枝、次枝的圆柱体几何模型体块，将所有体块进行并集运算，只保留枝干几何模型体块的最大外壳表皮mesh模型，减少网格的数，实现轻量化压缩，设目标面数参数M1；第五步，建立叶片丛几何模型体块：根据不同品种乔木叶片丛的形态区别，绘制三个不同高度的同轴控制圆，对三个控制圆进行放样形成一个完整的球形、卵形或伞形几何体，代表乔木叶片丛的几何模型体块，利用一个叶片丛几何模型体块来代替多个叶片以降低模型大小；第六步，建立树冠几何模型体块：提取主枝顶点上与主枝中轴线相垂直的平面、次枝顶点上与次枝中轴线相垂直的平面Plane，以叶片丛几何模型体块的控制中圆的圆心为基点，将叶片丛几何模型体块放置于每一个提取出的平面Plane上；按照不同乔木的树冠整体形态对部分叶片丛几何模型体块进行缩放和位移，最终组合成完整的树冠几何模型体块，设定产生变化的叶片丛比例参数N3、移动参数l3和缩放参数s；第七步，融合树冠几何模型体块：集合所有叶片丛几何模型体块，将所有体块进行并集运算，只保留叶片丛几何模型体块的最大外壳表皮mesh模型，减少网格的数量实现轻量化压缩，设目标面数参数M2；第八步，建立根部土球几何模型体块：以乔木主干的基点为圆心向下生成圆柱，代表乔木根部土球的几何模型体块，设定土球半径参数D4、深度数值参数H4；第九步，将枝干、树冠和根部土球的几何体块组合在一起，形成园林乔木轻量化仿真模型。

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