基于Open GL的黄芪生长可视化模型构建研究①

李 东 高何璇 何玉英 贾尚云 李红岭 金 李 张 旭 高晓阳③

（1 甘肃农业大学机电工程学院 甘肃兰州 730000；2 甘肃省干旱生境作物学重点实验室 甘肃兰州 730000；3 兰州银行网络金融部 甘肃兰州 730000；4 中国人民银行兰州支行 甘肃兰州 730000）

农业在整个国家的经济中扮演着举足轻重的角色。早在20世纪60年代中期国外就开始研究农作物模型，模拟农作物的生长过程，探索预测作物产量［1-2］。随着科学技术的飞速进步，国内外相继涌现出了许多作物模型系统和虚拟植物可视化软件。目前，虚拟植物研究主要是解决农作物生长的虚拟模型［3-5］。

1 黄芪生长可视化系统设计与实现

利用OpenGL的绘图函数，对其主要器官的茎、叶和根进行了仿真设计。该系统基于WIN‐DOWS，基于OpenGL的 Visual Studio 2010作为开发平台。

1.1 OpenGL图形库和功能函数调用

OpenGL系统是一个专业图形库，具有很多图形编程接口和功能函数。本文利用OpenGL提供的图形绘制功能，实现黄芪生长的不同形态和生长过程可视化［6］。

1.1.1 绘制模型［7］

首先利用该方法在植株的各个部位上输入一个节点，并在该图形库中调用该功能，比如glver‐tex3f（）并指定各顶点，将这些点绘制成多边形，再进行变形拼接等构建出三维模型。

1.1.2 模型坐标变换

使用 OpenGL的 glTranslate（）、glscale（）、glscale（）转换功能对该模型的坐标进行平移、旋转和缩放，从而设定该模型的座标值。

1.1.3 显示图画

为了防止在建模过程中出现的卡顿，使用两种不同的缓存技术进行绘制［8］。通过调用glflush（）函数来显示缓存中的内容，再调用swapbuf‐fers函数交换2个缓存的数据，实现边绘制边显示的双缓存显示，节省绘制等待时间，提高动画显示流畅效果。……