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| 虚拟现实技术模拟植物在三维空间中的发育过程 | |||
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虚拟现实技术模拟植物在三维空间中的形态结构、生长发育过程。然后实际培育出能与虚拟品种相媲美的优良品种，农业科学研究中的应用 农业科学研究中。即“虚拟植物”可用计算机设计出虚拟作物、畜、禽、鱼等。从遗传学上操纵品种的培育。综合考虑植物生理生态和形态结构两方面的虚拟植物，可用来进行一系列虚拟试验，如可计算出植物每一叶片接收到光辐射量，也可研究植物群体的光分布情况等。通过合理优化作物的株型，模拟其截光能力与光合产量形成能力，从而为获得超级作物的株型提供理论依据。另外，考虑水分在植物体空间的传输阻力、植物群体内的风速等因素的基础上，可计算出植物蒸腾的空间分布，从而实现对农田蒸散的精确研究。总之，利用虚拟植物技术，可直观地对农田、森林等复杂的生态系统进行研究，从而发现激进研究方法和技术手段难以观察到规律。
虚拟现实技术中的科学可视化技术能将复杂的科学现象和自然景观以及复杂概念等图形化。采用现代数据采集技术和测试技术可在短时间内获得大量数据。如地球卫星数据采集系统、遥感监测系统获得的丈量数据，另一方面。从而发现科学规律或直观地掌握复杂概念。农业科学研究中。计算机发生的模拟数据都是海量数据。应用科学可视化技术，可将这些数据转换为几何图形及图像信息，并可在计算机屏幕上加以显示，还可进行交互处置，这就使我能以直观生动的方式发现隐藏在数据中的科学规律。
但它实际中的应用价值已被人们认可。将极为复杂而又周期很长的生命科学的研究放在定量的时空坐标系统中进行分析， 虚拟农业虽是一项新技术。并已在农业领域得到广泛应用。虚拟农业的研究无疑具有划时代意义。极大地缩短了研究周期，又可直接得到定量的实验结果。相信，虚拟农业必将在农业行业中引起一场新的技术飞跃。
近年来。其发展前景十分可观。虚拟农业是基于虚拟现实技术而不时发展起来的一门新技术。技术研究领域十分活跃。虚拟农业在农业科研、教学、生产、管理、规划、农业资源配置、商品流通等领域有着广泛应用。
通过感官、语言、手势等较“自然”方式进行“交互、对话”系统和环境。计算机图形学、多媒体技术、图像处置与模式识别、智能接口术、传感器技术、高度并行的实时计算机技术、人工智能、人机工程学、语音处置与音响技术、网络技术、人的行为研究及心理学等多项关键技术更高层次的集成和渗透。将从根本上改变目前让人去造就计算机的不友善的局面。从而使人无需经过专门训练就可在不知不觉中使用计算机，虚拟现实俗称VRVirtualR一种新的人一机界面形式。将传统的计算机从一种需要人用键盘、鼠标对其进行操作的设备变成了人在计算机发明的人工环境中。而变成让计算机来适应人的一种新体制。这就大大扩展了计算机的应用范围，使其渗透到人们工作、学习和生活的各个领域。
虚拟农业还没有准确的定义。宋友洪等认为：虚拟农业是利用计算机模拟作物生长过程。整个过程用三维动画模拟作物的生长，虚拟农业的概念 目前为止。获得作物生理生态过程和形态结构的并行过程的共同结果。并输出作物生理参数及其关系。孙九林院士等认为：虚拟农业是以农业领域研究对象(农作物、畜、禽、鱼、农产品市场、资源高效利用等)为核心，采用先进信息技术手段，实现以计算机为平台的研究对象与环境因子交互作用，以品种改良、环境改造、环境适应、增产等为目的技术系统，其成果应接受实践的检验。前者重点指出了虚拟农业的实现过程，后者则突出了虚拟农业的核心、目的和手段，偏重点各异。因此，应将二者综合起来，全面系统地理解虚拟农业的概念。
但是将完全地改变传统的科研、规划、教学方式。改变了中国乃至世界几千年传统的凭经验种植的模式。不只可快速模拟作物生长的全过程，虚拟农业的意义 虽然虚拟农业的过程相当复杂。并且带来巨大的经济效益。虚拟农业是一个定量化的研究过程。很大水平上缩短育种年限，还可模拟作物满足最大经济产量时的株型，为育种工作指明方向。虚拟农业可以模拟同种作物之间、不同种作物之间连作、间作、套作间的相互影响、相互作用，为有限的
还可使农业课堂的学习形象化。主要指它可部分替代在现实世界中难以进行或费时、费力、高贵的试验，耕地合理搭配、合理耕种提供较理想的规划。通过虚拟农业的模拟。各位学者、学生能更好的理解、掌握现代农业知识。经济效益方面。如虚拟育种、虚拟施肥、虚拟剪枝等，从而节约大量人力、物力。
虚拟农业的技术支撑体系 虚拟农业的技术支撑体系包括计算机应用技术、网络及基础设施、虚拟现实与可视化技术、农业数据库系统等。
计算机应用技术指将计算机应用于农业各领域的技术。涉及到计算机信息处置、计算机自动控制系统和人工智能等应用技术。计算机应用技术。这里。使种植业、畜牧业、水产业、林业的各种过程(生物的环境的经济的全面实现数字化。农作物与环境之间的关系是可计算的虚拟农业的基础。
可保证虚拟农业环境下各种信息高速的准确传输。网络及基础设施。网络及基础设施指高速Internet和相应的支撑环境。
将复杂的科学现象和自然景观等图形化。构成一个可感知的计算机环境，虚拟现实与可视化技术。可视化技术主要是运用计算机图形图像处置技术。以便于理解现象、发现规律和传播知识。虚拟现实技术是一种由计算机生成的高级人机交互系统。实现观测、触摸、检测等模拟实验，从而达到身临其境之感。虚拟农业正是用可视化技术和虚拟现实技术对农业进行模拟、传真，最终实现农业的数字化。
利用这些数据库和虚拟植物生长的双尺度自动机模型、L系统模型等定量化研究作物的根、茎、叶和虚拟环境(光、温、水)及人类行为(施肥、灌溉等)相互作用。实现对虚拟作物的生长调控。农业数据库系统。农业数据库系统包括农业资源数据库、农业生产经营管理信息数据库、农作物生长模型数据库、农作物生长构形规律库、农作物器官构件库等。这些数据库是实现虚拟农业的数据基础。从而建立专家系统、模型。
这些技术的支撑是实现虚拟农业的重要基础。这就要求在农业的各方面(包括种植业、水产业、林业)各种过程(生物的环境的经济的全面实现数字化。各种农业过程都要应用二进制的数字及数学模型加以表达；数字农业”要求各种农业信息技术最广泛地应用于农业， 因此。也就是说。农业的各个部门全面实现数字化与网络化管理。所以，很多专家都认为一“数字农业”建立是实现“虚拟农业”重要前提。
因工作环境的复杂化。为此需在机械设计时利用虚拟农业技术对机械运动方案及各类传动机械进行加工前的计算机模拟仿真，农机设计与制造中的应用科技的发展对农机系统的设计与开发技术要求越来越高。系统建立前很难对其做出恰当的事前评估。并对其整个过程加以综合分析。应用虚拟农业技术模仿机械的运动，并通过组合给原动件加以动力，再赋予各个零件以不同的材质参数，则整个机构就可按预定的方式运动，各点的动力学参数及运动学参数就可通过计算机自动生成。该技术将人和计算机以一种直觉而自然的方式加以统一，极大提高了人们工作效率和设计胜利率，特别是对于复杂的大型收获机械来说，这种虚拟仿真技术不但可在机构运动学上加以仿真，还可通过有限元分析、优化设计等方法对机构的动力学加以分析、仿真，从而对各构件参数进行优化。
无论采用何种修剪方法。即时模拟的优点使先进的果树修剪技术“现身说法”使科技推广工作更有说服力。模拟训练中，农技推广中的应用 虚拟果树修剪系统”果树修剪知识和信息技术的集成和虚拟果树修剪仿真培训系统。这个系统中。系统都会将修剪后果迅速、直观地呈现于人们眼前。果农通过对比和直观的演示，可清楚地了解各种修剪方法的错与对；可在不给果园带来任何损失的前提下，反复试验各种修剪手法，从而在较短的时间里基本掌握果树的修剪技法，迅速提高自身修剪技术水平。经过这种模拟修剪训练后，果农在实际生产中能熟练应用正确的修剪技术，最终获得良好的经济效益。
随着计算机的普及。从任意角度甚至在作物冠层内漫游，不久的将来。可利用虚拟植物模型建立虚拟农场。使农民在计算机上种植虚拟作物并进行虚拟农田管理。观察作物生长状况的动态过程，并可通过改变环境条件和栽培措施，观察作物生长的状况，这样可取得激进方式无法企及的效果。如，研究病害、害虫的不同位置与不同施药方法的效果相较，可得出最有效的施药方法。特别是农业科技效果的推广，可使农民更易理解和掌握先进的农田管理技术，从而提高农业现代化的进程。
大田里选择育种；现在育种工作。然后通过大田实验来检验。如利用虚拟农业技术来模拟育种，作物育种中的应用 早期的育种工作。实验室里利用生物技术培育新品种。将在计算机上育出新品种。
秸秆的高度、穗长、每株穗数、千粒重、每亩株数等之间的关系(即株型)对作物的产量、品质等影响很大。可从已知的品种动身。建立合适的数学模型。按最佳株型确定育种方向，高产农作物有一定合理的株型。以小麦为例。寻找它与产量、品质问的关系。可节约大量时间，减少不必要的资金浪费，从而提高育种效率。
不但可了解动物生长全过程中鲜、干各种物质积累的形状。激进的畜牧医学做实验往往要观察测试动物的生育期，农业职业实验教学中的应用学生利用虚拟动物进行实验。还可从不同视角了解动物的逼真形态。临时以来。时间上需很多年，这对于农业职业学校的学生是不可能做到若采用虚拟现实技术，计算机的支持下，一次模拟实验只需几分钟即可得到实验结果。
学生可在电脑屏幕上设计农作物。使农作物新品种具有虚拟植物的理想性状。利用虚拟植物技术做实验， 利用虚拟植物技术做实验。然后再进行实际培育或用基因工程技术繁殖出真实的农作物。学生还可在计算机显示器上观看果树发芽、生长、抽枝、展叶、开花、结果和果实成长，这样，一整年的生长周期将被缩至不到一分钟的时间。
使用虚拟农业仪器不但可节约大量仪器设备的经费投入。从而提高实验教学质量。 还能解决农业职业院校普遍存在实验设备缺乏、型号落后、难以更新换代、跟不上科技发展的问题。;
对探索、发展现代教育思想。改善实验环境，虚拟实验领域的技术潜力巨大。虚拟现实技术取得长足进展将对激进实验教学。提高实验技术水平。培养具有创新意识和创新能力的人才发生深远影响，并有助于解决不可视、不可摸、不可入的实验等问题。
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