植物冠层光照的建模与虚拟现实仿真研究

植物虚拟现实仿真是将植物看作一个器官集合,从功能和几何结构上描述植物体(群落),并利用计算机相关技术进行三维可视化的研究工作。绝大多数的植物生长过程主要由光照驱动,所以植物虚拟现实仿真研究工作中对器官吸收光照的测量十分重要。首先根据光照与植物冠层的作用关系,给出了适用于PAR或UV下植物生长过程模拟中器官截取太阳光线和天空光线的辐亮度公式;通过光线投射和投影方法分析了主光源对植被冠层照射的作用原理;结合Monte Carlo光线追踪方法和辐射度方法总结了植物冠层的光线多重散射描述方法;最后利用虚拟现实建模语言对植物冠层光照及环境进行三维可视化模拟和输出。图6,表3,参25。

基于光照和帧间预测的空间图像曝光控制算法

为了解决空间图像中因曝光控制不理想产生的曝光过度和拖尾问题,提出了一种基于光照变化和灵活块划分的空间图像曝光控制算法。该方法考虑大气吸收对光照辐射衰减的影响,得出了光照强度与CCD相机曝光时间的关系,推导出相应的空间图像成像模型;对前一幅图像进行分块,分别比较当前块和周围相邻块的灰度均值,判断两者是否进行合并,如果灰度均值差大于阈值,则两块不合并,否则合并。根据块合并后的划分程度预测当前图像的曝光时间。实验结果表明,经过对曝光时间的准确控制,拍摄的天文图像的信噪比(SNR)最高能够提高2.49 dB。有效地解决了空间图像中曝光过度和拖尾问题,并实现了曝光时间的自适应调节。