论文部分内容阅读
植物部件数据系统的建立,对于植物的数字化标本存储,以及对于指导农业生产和科研有重要作用,同时对推动动漫产业的发展也有重要意义。 本文的主要研究对象为植物器官形态动漫部件系统的体系结构。为了便于系统设计,首先在植物形态模型方面给出建立简化模型的方法与途径。选择叶菜类中的芥蓝为例,给出了其茎与叶的建模方法及其简化模型。体系结构方面研究如何对植物器官形态部件系统进行软件体系结构的设计。通过对比主流的软件体系结构风格,选取相应适合的体系结构风格来对植物器官形态部件系统进行软件体系结构设计,并说明构件的具体设计。本文主要针对如下几个方面进行研究与阐述: (1)通过对模型简化与模型特征点缩减两种途径进行植物动漫模型的构建与简化。文中通过对植物茎与叶片的骨架图片提取数据,使用自由曲线曲面知识,结合植物形态学的知识,建立植物的形状、纹理及色彩的三维图形模型。 (2)使用自顶向下的结构化的需求分析方法,将植物器官形态部件系统的需求范围确定,主要分为三个主要模块:植物部件分类模块、植物部件模型模块与植物部件模型的可视化模块。对于需求的管理,如需求变更,需求不确定性等,做出分析与应对方案的提出,使用相应的需求管理工具。 (3)整体风格采用平台/插件与层次划分的风格,并使用图表给出了系统体系结构的具体设计图,其中内核构件,即核心基础构件由底层的数据存储构件、无限分类构件、植物器官部件构件、基础数学函数构件、元模型构件、具体模型构件、部件拼接辅助构件、部件可视化构件等组成,再加上相应的插件处理构件和平台接口/API的抽象层,组合成完整的平台/插件的体系结构。 (4)植物器官形态部件系统的主要模块之间采用正交风格与层次风格相混合的体系结构。对于各构件的具体设计给出了相应的设计方案,如植物部件分类模块中无限分类构件的具体设计,底层的数据存储构件的具体设计与数据库表的具体结构等。 植物器官形态的简化模型,可以使系统需要存储的数据量变少并便于数据的读取与存储。在了解了形态模型的特点后,系统整体上选用平台/插件体系结构风格进行体系结构设计,便于模型的补充,而主模块之间采用层次结构风格与正交结构风格可最大化减少模块变动时对系统其他模块的影响。通过实验结果分析与系统实现,验证了模型方法与软件体系结构设计方案的可行性,为植物建模和软件体系结构设计提供了有效的新途径。