基于SpeedTree的树木三维可视化

摘 要：针对提 高林业 可视化 中的森林植物真 实感这一核 心需 求，提 出引入 Ｓ ｅｄｒｅ ｐ ｅｔｅ 绘制技 术 解决此 问题 ，具体做 法是
将 Ｓ ｅｄｒｅ ｐ ｅｔｅ 的植物模 型导入 Ｏ ｅＳ ｅｅ ａ ｈ（ ｐ ｎ ｃｎＧｒｐ 以下简称 ０ｓ Ｇ）三维渲染 引擎 ，从 而提 高林 业可视化 系统 中植 物模型 的真
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数 视景游戏 的特定特征 。Ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ Ｔ ｒ ｅ ｅ 模块 能对 Ｖ ｅ ｇ ａ Ｐ ｒ ｉ ｍｅ 应 用 中 高 密度 植 被 进 行 定 义 和 渲 染 ，能 在达 到最 佳视 觉效 果 的 同 时 保 持 原 有 的 渲染 效 率 不 变 ，能 生 成 具 备 碰 撞 映 射 、阴 影 和 精 细 纹 理 的植 被 效 果 ，提 供 具 有 ２ ０ ０种 树 和 植 物 种 类 的 模 型 库 ，包 括 阔 叶 树 、针 叶树 、棕 榈 树 、仙 人 掌 和 灌 木 ．允 许 对 现 有 树 型
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摘 要 ：Ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ Ｔ ｒ ｅ ｅ 模 块 能 够在 实时 帧 率 下进 行 真 实感植 被 景 观 的 定 义与 渲 染 ，生 成具 备碰 撞 映
射 、 阴影和 精 细 纹理 的植 被 效果 。 结合 实例 ，介 绍 了 Ｖｅ ｇ ａ Ｐ ｒ ｉ ｍｅ中 Ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ Ｔ ｒ ｅ ｅ 模 块 的基 本程 序 设
计 方法 ，在 此基 础上 可 以开发 Ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ Ｔ ｒ ｅ ｅ 模 块的具 体应 用 。
关键 词 ：Ｖ ｅ ｇ ａ Ｐ ｉ ｒ ｍｅ 平 台；Ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ Ｔ ｒ ｅ ｅ 模 块 ；模 型 定义 文件 ；交 叉引 用文件

基于SpeedTree的树木三维可视化摘要：以某高校为例，研究树木的三维可视化。

首先通过外业实地拍摄校园树木，获取树木树皮以及树叶贴图，使用Photoshop对图片进行处理生成材质贴图，经过Crazybump转换生成法线贴图。

建模材质完成后，利用 SpeedTree 软件对树木进行建模，完成的模型制作3D符号，导入ArcGIS中，对学校局部区域的树木进行三维林分建模仿真，实现一定的树木属性查询功能，分析树木三维可视化效果。

结果表明使用SpeedTree软件制作的树木模型对于模拟三维林分场景效果较好。

关键词：SpeedTree；三维可视化；ArcGIS；建模；林分场景一、国内外研究现状目前国内很多学者对于树木三维可视化技术有很多研究，并大致分为以下三种方式：基于 L-System理论的分形研究、运用迭代函数系统的IFS（Iterated Function System）方法及粒子系统模型方法，这种分类方法是依据选择模型的异同进行的。

本文采用第一种方法，使用SpeedTree软件对树木进行建模。

目前大多数文章探讨使用Sketch up，3ds max等软件对树木进行建模，虽然已获得了初步的研究成果，但由于软件的局限性，对于树木在自然中的状态的展现还是有所不足。

文中利用SpeedTree软件进行树木三维建模，SpeedTree能最大程度地平衡性能和视觉效果，满足植物景观可视化需求，较好的展现自然界树木形态。

并且以 GIS 技术为辅助，功能强大，包含数据管理、三维分析、空间数据分析等。

二、制作过程及方法1、前期准备建模前期的准备工作十分重要，准备工作充分与否直接影响后期树木模型的制作。

树木的定位主要根据树根坐标位置，根据具体树木位置布置树木坐标，同时调查树木属性信息，为建立树木数据库奠定基础。

树木可视化建模时，首先拍摄校园内所需树种的树木，拍摄的原则是选取树木生长状况良好，叶子尽量多。

拍摄过程中，尽量以一张白纸为背景，为后期图片处理做好准备工作，减少工作量。

• 建成模型示例
某灌木
红花木莲பைடு நூலகம்
苏铁
2.使用SpeedTreeCAD
• 2.1安装软件
• 2.2 使用
• 2.2.1界面简介
第一次运行软件时，需要输入厂商提供的key。（见附件文档）
工具主界面
视
图
区
参数面板 区
工具栏
2.2.2 参数化调节 SpeedTreeCAD是通过调整树木几何形态参数来改变 树的外形。主要包括对主干、树枝、树叶的参数化调整。 另外还有LOD、材质、光照设置。 用户通过参数面板提供的参数接口调整树木的几何 形态结构和纹理特性。一般使用比较多的是对树主干、树 枝、树叶的调整。 下面简单介绍主干、树枝、树叶的参数面板使用。 详细的参数说明可以参考附件文档：SpeedTree特性分析。
4.几点建议
• 野外调查前先熟悉建模软件，了解建模的关键参数，这样 •
野外调查时可以有针对性、详细测量关键几何参数。 采集不同年龄，不同特征的纹理。从整棵树、主干、枝条、 叶柄等不同尺度，不同视角拍摄树木的整体形态和分支情 况。
基于SpeedTree工具的
真实感三维单树建模
教育部 空间数据挖掘与信息共享重点实验室 福州大学 福建省空间信息工程研究中心
空间数据挖掘、地理过程建模与仿真（SDMVGE)研究小组 2009.06
1.关于SpeedTree
• SpeedTree是用于虚拟树木建模及视景仿真
的一系列软件工具，包括SpeedTreeCAD、 SpeedTreeMax、SpeedTreeRT等。 • 应用于游戏、动画、军事仿真、景观设计 等。 • 此次使用SpeedTreeCAD进行树木几何参数 建模。 • 目前使用的为2008年12月试用版，建议使 用前将电脑系统时间设置到2009年1月前。

虚拟交通环境中的树木仿真风效研究肖聪;唐毓涛【摘要】将现实中的交通环境进行虚拟仿真时必须利用虚拟模型构建环境中实际存在的树木,为了提高其真实度,在建立契合实际的树木模型的同时,也需要考虑树木在风中的动态效果.为此,文章将选用SpeedTree三维植物建模软件所生成的树木模型导入到虚拟交通环境仿真系统中,并通过加载相关风场模型,利用过程法结合一系列的函数方程,模拟树木在风中的动态效果,使得整个虚拟交通环境场景的沉浸感得到大幅度增强.【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2018(015)007【总页数】5页(P104-107,128)【关键词】虚拟环境;树木仿真;风场模型;动态效果【作者】肖聪;唐毓涛【作者单位】西南交通大学电气工程学院,四川成都 611756;西南交通大学电气工程学院,四川成都 611756【正文语种】中文1 虚拟交通仿真系统设计背景虚拟交通仿真系统可用于系统设计、人员培训、预案演练等领域，促进了交通系统的快速发展[1]。

在虚拟交通环境仿真系统中，视景仿真是构建其场景模型以及动画效果的关键技术[2-4]。

而虚拟环境仿真系统中的树木植被是视景仿真场景中的重要组成部分，渲染出具有高真实感的树木植被决定着整个场景的沉浸感[5]。

目前，针对城市轨道交通的虚拟仿真系统通常采用开放场景图（Open Scene Graph，OSG）对其真实环境进行视景仿真，OSG作为三维图形库在道路、建筑物等方面都有较高程度的还原效果。

但在植被建模方面，由于其采用十字交叉面法，使得仿真模型仅在远处的效果较好，而近处的植被模型会有一定程度上的失真[6]。

SpeedTree，Xfrog等植物建模方面专业的仿真软件可以设计出真实感较强的植被模型。

但是，单独软件设计出的还原度较高的植被模型在导入到虚拟交通环境仿真系统之后，其风动效果因兼容性等问题而无法加载，致使植被的沉浸感较差。

本研究选用植物模型专业仿真软件SpeedTree对虚拟交通环境仿真系统中的树木植被进行仿真建模，高度还原轨道交通环境中真实存在的树木植被。

精灵粒子三维全息树在MAYA场景制作中的尝试一、大面积的森林在三维景观制作中的介绍。

1、三维景观制作离不开树的制作，我们经常能见到这样的情景，青山绿水，茂密的树林这样的景观制作，为展示我们喜欢的风景和境界立下了汗马功劳。

树木由于枝叶的茂密，树种的丰富，树冠的庞大而导致复杂非凡。

如果用三维软件来表示的话，百万个面也未必能将其展示完全。

所以，只要在需求量很小的情况下，制作人员才会在三维场景中，制作复杂的树木。

如果需要在三维软件中制作数量庞大的树木的时候，往往另辟蹊径。

2、SPEEDTREE和FOREST STORM在三维软件中，AUTODESK MAX 的用户非常熟悉的一款制作树木的插件，就是FOREST STORM 和SPEED TREE。

其中SPEEDTREE能非常快的帮助用户制作出各种各样的复杂树木应用到场景中，并能徐徐摆动。

但是由于树木的数据量非常的大，即使连MAX 这种能承受绝大多边形树木的软件也很难成规模的使用。

往往点缀重点地段即可。

当然，SPEED TREE 也提供了快速的办法，这里暂时不做阐述。

另外一种软件就是可以帮助用户很容易的生成大面积森林的FOREST STORM 这种软件的原理就是在需要种植树木的区域离散很多点阵。

在这些点阵的基础上，随机的布置不同树木，不同大小，不同密度的树木图片，并将这些图片始终匹配瞄准摄像机。

并在摄像机的可视范围内裁减掉摄像机以外看不到的区域树木。

如图：这样做的好处是极大的节省了多边形的数量，却能够大批量的增加了树木的数量和种类，可以非常有效的表现出浩瀚庞大的森林。

所以这种制作方法依然十分普遍的在制作中使用。

缺点是，对摄像机的视角有一定要求，不能仰视俯视太大，摄像机的移动也不能太大，而且树木要求是从个角度看起来都相似的树木图片才行，否则的话，容易让人看出来树木的形状都是相同地，而是去真实感。

3、RPC 全息信息库这是一种插件，可以在三维景观中小面积的使用，把一个投射有360度全息树图像的面片放置在场景中，随着摄像机和树木之间的角度变化，全息图像把不同的角度的图片显示到面片上。

1.2.1 树木三维可视化模拟技术目前，用于构造植物形态结构的计算机模型很多，大致可分为3大类：第1类模拟用于生成仅从视觉上近似于植物的计算机图形，注重视觉效果的逼真性，而不是植物学理论的真实性；第2类模型称为静态结构模型，是利用三维数字化方法测定具体植物的形态结构后直接应用这些数据构造特定植物的形态模型；第3类模型是动态结构模型，能模拟植物的动态生长过程（郭焱等，2001；刘兴龙等，2008）。

有关树木形态生长可视化模拟的建模方法主要有以下几种：分形法（L系统、IFS法、DLA模型法）、几何结构法、粒子系统法、随机过程法和特征综合推理法。

（1）分形法理论生物学家Lindenmayer提出了著名的基于文法、侧重于植物拓扑结构的L系统（Lindenmayer，1968）；Mech与Prusinkiewicz提出了所谓的“开放式（open）L系统”；为了模拟植物的连续生长过程，Prusinkiewicz等还提出了时变L系统。

为了能够进一步应用微分方程表示植物的连续变化过程，Prusinkiewicz等又提出了微分L系统。

加拿大Calgary大学的Prusinkiewiez等人，以L系统为植物形态结构的描述框架，开发了Vlab虚拟植物系统（Prusinkiewiez，1975）。

李大锦、徐盛、袁震东等人应用L系统算法来模拟树木在不同环境下的生长状况（李大锦，2007）。

L系统经过不断的发展，已经成为一种应用广泛、功能强大的植物模拟方法，它强调计算机图形学与植物生长机理的结合。

但是，这种方法也存在着一些缺陷。

一方面，L系统生成一个字符发展序列是一个并行迭代过程，这和植物并行生长的特征相吻合。

基于这个特点，用L系统模拟植物的生长，提取其生长规则是关键，由于高大植物的生长规则不易提取，所以L系统不能很好的模拟高大植物；另一方面，在L系统具体编程实现时，形式语言的表示方法比较复杂，而且由于在产生式中同时描述植物的几何结构信息和拓扑信息，理解和使用也比较困难。

图 5 Tree Storm 植物模型 图片来源：Tree Storm 教程
使 用 Tree Storm 的 树 木 库 可 以 选 择 不 同 种 类 的 树 木。该插件的优点之一就是可以制作出不同种类的树木 模型。Tree Storm可以对树木模型的树干，树枝等的数量 进行设置，这样就可以根据场景的需要制作不同精度的 树木效果。虽然该插件提供了多种树木模型，但是考虑 到不能完全满足用户的需求，所以通过该插件的部分功 能允许用户自己制作树木模型效果。 1.4.3 X frog X frog 同 样 也 是 基 于 3D 的 一 款 插 件 。 X frog 所 建 模 型 非 常 逼 真 ，而 且 自 带 的 植 物 种 类 非 常 多 ， 提 供 的 模 型 库 超 过 600 种 植 物 ，不 仅 可 以 制 作 树 木 ，花 卉组件，还可以制作地被以及动画等，树叶，树干，花朵 都 采 用 实 物 扫 描 ，更 为 真 实 。 材 质 方 面 例 如 树 皮 ，树 叶，花卉等可以通过相关的贴图来实现，贴图通过PS处
现 植 物 的 可 视 化 技 术 的 表 达 ，使 植 物 设 计 的 内 容 通 过 计 算 机 的 可 视 化 技 术 表 达 出 ，是 设 计 师 与 读 者 交 流 的 工 具 。 因 此 ，研 究 植 物 可 视 化 技 术 方 面 的 内 容 是 为 了 更好的表达出植物方向的设计信息，易于修改，易于交 流（图1）。
安徽农学通报，Anhui Agri.Sci.Bull.2016，22（16）
模拟风吹树叶的效果。自带的植物库提供280种基本树 木模型和140种树叶模型，加上大量可以调整的参数，可 以创造出许多植物，包括乔木，灌木，草本（图3、图4、图 5）。
图 3 Tree Storm 场景 图片来源：Tree Storm 教程

树木阴影快速生成与绘制算法与实现阴影是树木的重要视觉特征,它对提高树木绘制的真实感具有重要作用,同时阴影算法效率也是影响树木绘制效率的重要因素,因此树木阴影的快速生成和真实感绘制方法研究具有重要意义。

本文针对树木建模中广泛应用的布告板(Billboard)树木模型的特点,提出了Billboard树木模型阴影快速生成与真实感绘制算法。

该算法在传统阴影图(Shadow Map)算法的基础上,采用深度变换的方法解决了Billboard树木的自遮挡问题,使用阴影图滤波和屏幕阴影图滤波相结合的方法实现了树木软影效果,并利用图形硬件的多绘制目标(Multi Render Targets,简称MRT)功能对算法流程进行了优化,有效地提高了算法效率。

本文以当前主流树木引擎SpeedTree树木模型为例对算法进行了检验,实验结果表明,本文生成的Billboard树木阴影真实感强,同时具有较高的算法效率。

同主题文章[1].淮永建,王梅峰,左正兴,黄心渊. 虚拟环境中森林植被的实时可视化技术研究' [J]. 计算机工程与应用. 2004.(35)[2].杨洁. 管理信息系统的快速生成技术' [J]. 管理科学文摘. 1994.(07)[3].周从尧. 最小二乘法矩阵的快速生成' [J]. 数值计算与计算机应用. 1980.(03)[4].张静,陈晓军,何欣,任雪梅. 基于高斯模糊的软阴影算法的实现' [J]. 技术与市场. 2009.(09)[5].果子. 快速生成系统信息的文本' [J]. 黑龙江教育(高教研究与评估). 2004.(35)[6].杨心强. 一种快速生成CRC码的方法' [J]. 军事通信技术. 1987.(03)[7].张宏国,王强. CPM网络图计算机自动绘制算法设计' [J]. 信息技术. 2001.(08)[8].孙漠舟,费耀平. 一种新的实时阴影渲染算法' [J]. 现代电子技术. 2007.(12)[9].卓亚芬,赵友兵,石教英. 实时地形绘制算法综述' [J]. 计算机仿真. 2005.(03)[10].赵乃良,陈艳军,潘志庚. 基于数据修正的实时阴影反走样算法' [J]. 计算机辅助设计与图形学学报. 2006.(08)【关键词相关文档搜索】：计算机应用技术; 树木阴影; Billboard; Shadow Map; 阴影图滤波; Multi Render Targets【作者相关信息搜索】：北京林业大学;计算机应用技术;曹卫群;魏厚明;。

树木三维可视化论文：树木三维可视化模拟研究与系统实现【中文摘要】数字林业飞速发展,采用可视化技术与虚拟技术模拟树木生长和森林经营管理有着非常重要的意义。

现有的可视化软件存在与树木生理学结合不紧密等不足,因此,需要开发一种基于实测数据的树木形体结构的可视化模拟软件。

本文以黑龙江省牡丹江市穆棱地区天然次生林中的红松为研究对象,于2008年设置了14块标准样地,通过树干解析、枝解析的方法获取了18株红松的树干和树枝变量因子的数据资料(包括树高、直径、着枝深度、枝长、方位角等)。

本文以VC++为编程语言,结合OpenGL开放式图形库,开发了三维树木可视化系统,实现了基于实测数据和生长模型的红松形态结构模拟、外部3DS树木模型导入和森林环境场景的构建。

本文是林业公益性行业科研专项—森林经营规划软件的一部分,主要详细研究内容如下：1、研究树木三维可视化模拟技术和建模方法的发展状况,分析树木三维可视化模拟过程中存在的不足和缺陷,提出基于实测数据和生长模型的形态几何建模方法。

通过定义树木相关变量因子的结构体、类、函数及变量,加载实测数据文件并读取相关字段到树木结构体中,在经过初始化和渲染完成树木形态结构的绘制,实现了红松静动态模拟。

这种方法得到了较好的树木可视化效果,为其...【英文摘要】Nowadays, with the rapid development of the figures forestry, using the visualization techniques and virtual technology to simulate the growth of tree and forestmanagement process is very important. But the obvious biologyis not so close to the structure of tree, it needs developmentsuch as a tree-dimensional visualization software which basedon data mapping. This study was performed in Korean pine (Pinus koraiensis Sieb) plantations in muling, mudanjiang,heilongjiang province. Based on stem and branch...【关键词】树木三维可视化 OpenGL 虚拟森林【英文关键词】Three-dimensional visualization OpenGLVirtual forest【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848 同时提供论文写作一对一辅导和论文发表服务.保过包发【目录】树木三维可视化模拟研究与系统实现摘要3-4Abstract4 1 绪论7-25 1.1 引言7-8 1.2 树木三维可视化研究概况8-22 1.2.1 树木可视化模拟技术8-10 1.2.2 树木三维可视化图形建模方法10-18 1.2.3 树木三维可视化常用软件18-22 1.2.4存在的问题和不足22 1.3 研究目标与研究内容22-25 1.3.1 研究目标22-23 1.3.2 研究内容23-24 1.3.3 技术路线24-25 2 树木生长模型和几何形态模型的建立25-35 2.1 数据收集与整理25-28 2.1.1 红松简介25 2.1.2 地理位置及地形地势25 2.1.3 森林资源及评价25 2.1.4 数据收集及整理25-28 2.2 树木生长模型28-31 2.2.1 树木生长理论方程28-30 2.2.2 树木生长经验方程30-31 2.3 红松部分生长模型的确定31-32 2.3.1 树高生长模型31-32 2.3.2 胸径生长模型32 2.4 红松几何形态建模与绘制方法32-34 2.4.1 树干模型与绘制方法32-33 2.4.2 枝条模型与绘制方法33-34 2.4.3 树叶模型与绘制方法34 2.5 本章小结34-35 3 树木三维可视化系统的设计35-42 3.1 系统设计原则35 3.2 系统需求分析35-36 3.3 系统可行性分析36 3.4 系统总体框架36-37 3.5 程序结构与功能37-38 3.6 系统开发平台的选择38-41 3.6.1 VC++6.0编程语言38 3.6.2 OpenGL图形函数库简介38-40 3.6.3 OpenGL在VC++6.0环境下的框架建立40-41 3.7 本章小结41-42 4 树木三维可视化系统的实现42-58 4.1 系统类结构42-43 4.2 程序结构与功能实现43-57 4.2.1 用户界面的设计43 4.2.2 地面场景的设置43-45 4.2.3 红松单木实测数据的读取45-46 4.2.4 单木静动态三维可视化模拟46-50 4.2.5 虚拟生长环境的模拟50-53 4.2.6 3DS树模型的导入53-56 4.2.7 简单虚拟森林场景的模拟56-57 4.3 本章小结57-58结论58-59参考文献59-64攻读学位期间发表的学术论文64-65致谢65-66。

三维技术教程：Growfx动画植物解决方案经验频道火星网在目前国内的动画中，很少见到动画植物，动画植物能够使画面看着更加生动，增加真实感，生长和风动的效果都能给人带来很强的视觉冲击力，比呆板的相机动画更能吸引人。

目前能够用于制作风动效果的植物插件有treestorm speedtree 和Growfx，能够制作生长动画的是xfrog和Growfx(由于个人见识原因，可能有其他插件也能制作，没有提到请大家原谅)。

其中xfrog和speedtree植物精度不高，并且带有镂空贴图，VRay渲染器渲染镂空贴图特别慢。

这两个插件首先出局，剩下treestorm和growfx，两个插件各有特点。

treestorm拥有自己的植物库，方便调用，直接加载风动参数就可以制作风动动画，但是普遍有人反映说treestorm的树库的树型不好看，并且调节都是只能调节到跟这个树形接近的形态，树形态调节的自由度不高。

并且不能制作生长(The.Third.和The.Seventh中的植物就是用treestorm制作的，但是主干部分，Alex Roman是用多边形单独制作了的，结合带风动的动画的分支和树叶才有那样的效果)。

Growfx加风力和生长都很简单，前提是要有Growfx调节出来的未塌陷的文件，但是官方的库植物数量很少，而且形态也不是很好。

好在这个插件自由度很高，完全可以自己创建植物，一旦创建出一颗植物，做好生长和风的设置，再随机调节几个参数，就可以得到另一个形态。

当然，植物形态好看与否，跟自己对树的认识有关。

注意：这两个插件的植物都不能利用现有的植物模型制作风动和生长动画。

必须为插件的源文件格式才能进行风或者生长的控制。

今天就讲解一个简单的例子，用Growfx制作一颗带动画的树。

1.首先设置系统的单位为cm和cm，这样设置的原因是，系统单位设置为cm能保证把你的模型导入一个以mm为系统单位的场景中尺寸为正确的尺寸。

3ds Max自动换算单位后，单位刚刚好，然后显示单位设置为cm是方便调节，因为Growfx默认的长度为100，如果显示单位为mm或者m，那么就表示当前植物长度为0.01m和100m，这样的单位显然不合适。

基于W ebG L的参数化三维树木建模+徐颖，林定，黄国新(福州大学福建省空间信息工程研究中心，福建福州350116)摘要：以网络作为平台，综合考虑树木的拓扑结构和分枝结构，建立层级型树木形态结构参数，实现了基于W e b G L的交互式参数化三维树木模型在线实时构建，解决了现有在线树木建模软件难以控制树木整体形态的问题，在三维场景中通过旋转、缩放、移动等交互操作多视角地展示树木模型。

实验表明，基于W e b G L的交互式参数建模方法直观灵活、交互性强、操作便捷、用户体验流畅。

关键词！W e b G L;参数化建模；三维可视化；树木中图分类号：T P391.9 文献标识码：A D0I: 10. 19358/j.is s n.1674-7720.2017.22.029引用格式：徐颖，林定，黄国新.基于W e b G L的参数化三维树木建模[J].微型机与应用，2017,36(22):109-111，114.Parametric modeling of 3D tree based on W ebG LXu Y i ng，L in D i ng，H u a n g G u oxin(F u z h o u U n iv e rs it y S p a tia l In form atio n R esearc h C e n t e r，F u z h o u 350116，C h in a)A b s tr a c t: In th is re s e a rc h，a W e b G L-b a s e d p ro to ty p e fo r p a ra m e tric m o d e lin g o f tree was in tro d u c e d，and to p o lo g y and b ra n c h s tru c tu re o f tree was co n s id e re d to e s ta b lis h a h ie ra rc h y p a ra m e te r s e t，p ro v id in g the fle x ib le a nd in tu itiv e o p e ra tio n to e x p lo re th e3D s c c n e，w h ic h ca n m o d e l tree based on m o rp h o lo g ic a l c h a ra c te ris tic s. T h is m e th o d solved the p ro b le m th a t the e x is tin g c o n tro l tree s ilh o u e tte. T h e e x p e rim e n ts p ro v e d o u r p ro to ty p e is in t u it iv e，fle x ib le and in te r a c tiv e，m e a n w h ile，th ro u g h the c o n v e n ie n t o p e ra tio n i t p ro v id e s flu e n t u s e r e x p e rie n c e.K e y w o r d s：W e b G L；p a ra m e tric m o d e lin g；3D v is u a liz a tio n；tree〇引言树木的三维可视化建模在林业相关的数据分析和模拟中得到广泛的应用，较为成熟的植物三维建模软件包括:美国交互数据可视化公司I D V的SpeedTree，德国 GreenWork公司的X fro g建模软件，法国B ionatics公司的 虚拟植物系 ，然 分实时渲染的植物建模软件面向单机应用 在线应用，因为三维模型数据加载慢，端 技术不成熟，依赖插件的安装，用户 ？差，所以在线三维实时绘制一直是传统浏览器的软肋。

SpeedTree的模型导⼊3dsmax中的问题解决Speedtree 5.0有三个组件： SpeedTree Modeler(SpeedTree建模器)、SpeedTree Compiler(SpeedTree 编译器)和针对UE3游戏/编辑器的集成。

在建模器中，您可以反复修整树的形状、风、和碰撞。

建模器通过使⽤额外的应⽤程序进⾏渲染，可能和您在UE3中获得渲染⽅式不相匹配。

建模器导出.SPM⽂件，仅编译器可以读取该⽂件。

编译器获得.SPM⽂件并⽣成texture atlases(贴图图集)、顶点数据和关于树的其他信息。

它将会把出贴图之外的所有东西都保存到⼀个.SRT⽂件中，稍后您会将该⽂件导⼊到UE3中。

SpeedTree5.1绿⾊版，将植物模型以FBX格式导出，导⼊max后材质显⽰半透明状态，其原因是透明通道的贴图问题。

解决⽅法是将漫反射的那张图，复制⼀个节点，将其设置为使⽤透明通道即可。

具体设置如图所⽰：1、⾸先打开树库中的spm⽂件（SpeedTree Compiler编译后的格式为srt和dds的贴图），导出mesh，如下图：2、设置导出选项：3、max中导⼊，吸取材质查看，如图所⽰，显然是透明通道出现问题。

4、修改材质节点后，可以正常显⽰了，具体步骤如下图所⽰。

5、最后，如果是需要⼤批复制的话，也可以输出为vray代理物体。

但发现，代理模型导⼊后，赋予之前的材质，不能正常显⽰贴图，渲染时提⽰贴图坐标丢失，此问题我仍没有找到解决办法。

6、运⾏了下speedtree的材质脚本（在sp的安装⽬录下可以找到），好像问题⼀下⼦都解决了，不⽤以上那么⿇烦了。

附上树的名称翻译：Broadleaves：阔叶树Oak：橡树Acacia：阿拉伯树胶；刺槐；⾦合欢属植物AfricanBaobab：猴⾯包树（⾮洲产的⼀种巨树）Red_Delicious_Apple：红苹果树Conifers：针叶树；松柏科植物Cypress：柏树，柏⽊属植物（原产北美、欧、亚）；柏树枝（⽤作哀悼的标志）Juniper：杜松；[植]桧或刺柏属植物；（美）桧状植物（多⽤于装饰）Pine：[林] 松树；凤梨，菠萝Huangshan_Pine：黄⼭松（中⽂）Loblolly Pine：⽕炬松，厚⽪刺果松Norway Spruce：挪威云杉Palms_&_Cacti：棕榈树；掌状物 & 仙⼈掌Banana_Plant：⾹蕉树date palm：枣椰树saguaro cactus：树形仙⼈掌Sample_Palm：样品棕榈Shrubs_&_Flowers：灌⽊ & 花American Boxwood：美国黄杨⽊Bamboo：⽵⼦Tropical Snow：。

基于SPEEDTREE软件虚拟园林植物的建造研究
张婷
【期刊名称】《安徽农学通报》
【年(卷),期】2016(022)016
【摘要】虚拟植物模型在整个场景中与景观要素模型(园林建筑模型,山石水体模型,道路模型,小品模型等等)共同构成.植物景观是园林景观设计中的软质景观,是具有生命的景观表现,不仅能体现景观的四维性,还能体现小气候环境下的五维景观,因此对于植物的设计是园林设计中重要的内容.该文比较详细地概述了植物可视化技术在园林规划设计中的应用,重点介绍了SPEEDTREE软件的功能与植物建模技术,以供相关人员参考.
【总页数】5页(P123-127)
【作者】张婷
【作者单位】上海农林职业技术学院,上海 201699
【正文语种】中文
【中图分类】TU986
【相关文献】
1.基于 SpeedTree 工具的三维真实感树木建模研究 [J], 夏红梅;张欣景;胡训强
2.基于SpeedTree的点云数据逆向建模研究 [J], 张红;李庆;王筱雪;高祥伟
3.基于OSG的Speedtree植物模型绘制研究 [J], 刘颖;罗岱;黄心渊
4.基于虚拟仿真软件的"船舶建造工艺"翻转课堂教学模式 [J], 赵淼
5.建造实录——基于虚拟现实技术的绿色景观小品全过程建造体验 [J], 侯睿;康子龙;高伟;闫浩轩
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基于 SpeedTree 工具的三维真实感树木建模研究
夏红梅;张欣景;胡训强
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2015(000)001
【摘要】论文对SpeedT ree建模软件进行了研究，分析了软件的基本构成、主
要技术特性和树木建模的具体方法。

依据建模原理，对树木整体骨架、主干、分枝、叶片等属性进行编辑设置，同时加入LOD、光照和风力效果，最后将创建好的树
木模型加入到三维地形中，结果表明，创建的树木模型具有真实度高、动感效果好、操作简便的特点。

【总页数】4页(P99-101,130)
【作者】夏红梅;张欣景;胡训强
【作者单位】海军陆战学院模拟训练中心广州 510430;海军陆战学院模拟训练中
心广州 510430;海军陆战学院模拟训练中心广州 510430
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于三维激光扫描技术的树木枝干建模研究 [J], 邓洁茹;王峰
2.基于交互变形的树木三维建模研究 [J], 潘云鹤;毛卫强
3.基于SpeedTree的点云数据逆向建模研究 [J], 张红;李庆;王筱雪;高祥伟
4.三维建模软件SpeedTree中树木的基本构造 [J], 李虹珊;常一孜
5.三维树木随风运动真实感模拟 [J], 李峰;顾文晓;曾兰玲
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基于GIS的林木三维可视化分析技术苏逸平【摘要】运用GIS组件技术，对空间结构分析与森林可视化系统进行了开发和优化。

首先需要创建符合树木纹理贴图特征的三维树木模型；然后运用Voronoi图优化传统的森林空间结构指数运算方式；最后利用ArcGIS完成分析。

研究结果表明，所开发的软件能为森林经营中的一些重大决策提供直观、精确的资料，可在一定程度上为常绿阔叶林等林业资源的保护以及经营管理提供帮助，促进林业的健康发展。

【期刊名称】《地理空间信息》【年(卷),期】2016(014)009【总页数】2页(P60-61)【关键词】森林可视化;GIS组件技术;空间结构;森林经营【作者】苏逸平【作者单位】浙江省测绘资料档案馆，浙江杭州 310012【正文语种】中文【中图分类】P208在人类从原始社会走向文明社会的进程中，森林起到了至关重要的作用。

文献[1]用L-system理论对树木结构特征进行描绘，从而制作出较逼真的树木三维立体图形。

这一研究促进了L-system在林业可视化中的应用[2]。

文献[3]基于L-system 理论，在可视化研究上取得明显进步，主要是将DOL算法融入到林业生产实际中。

文献[4]对L-system在表述植物形态结构方面的能力进行了研究，并运用该技术对一类竹子的外形进行了模拟演示。

随着计算机技术的飞速发展以及地理信息技术的不断进步，林业应用领域出现了“数字林业”的概念，计算机技术和GIS技术在林业研究中得到了日益广泛的应用。

当前，GIS/CAD和可视化专业软件可以完成森林可视化的操作任务。

GIS可用于制作大范围的森林虚拟景象[4-7]，但对基于真实树木位置的林分不能进行准确、直观地描述。

CAD对绿篱、行道树和株距固定的人工林等规则形态物体的描述比较擅长，但对无规则生长的天然林则无法满足要求。

这些软件所具备的技术都是宏观层面的，没有从微观世界的角度对林木本身进行三维可视化研究。

本文基于GIS技术，将宏观上的林木可视化和微观上的空间结构有机融合，进而形成一套新方法，以期为恢复、保护和重建森林生态系统提供理论依据和技术支撑。

动态三维树实时仿真设计与实现2004 2009,30 (8)0引言虚拟自然场景的实时生成一直是图形学领域中的难题[1]，作为自然界的重要组成部分，虚拟树木的研究也得到了广泛的重视。

目前树木仿真的研究工作主要集中在静态生长模型和绘制方面，而对于动态三维树木的实时仿真，某些单位曾做过一些尝试，但是由于各种条件的限制，这些模拟仅仅是在相对简单的视景数据库中进行理论、方法上的模拟实验，实际效果及实时性尚不能令人满意，文章提出了一种基于三维图形引擎与SpeedTree 动态树木仿真类库相耦合的解决方案，较好的把三维动态树木模型加载到飞行仿真视景系统中去，很大程度提高了虚拟自然环境的真实感和沉浸感[2]，对于飞行员一直反应的悬停高度判断困难的问题得到了较好的解决。

1虚拟树木建模方法树木无疑是自然场景的重要构成因素，树木种类繁多，形态各异，结构复杂使其无论在造型、存储还是在绘制上都存在相当的困难[3]。

因此，任何一个植物生成模型，总是有其优越性和局限性，我们可以根据某些特定研究内容，选择不同的模型。

1.1分形方法分形方法是根据植物的形态结构，利用了描述具有自相似性的数学功能来表现植物生长的拓扑及形态结构[4]。

实现分形几何建模的方法主要包括L 系统[5]、迭代函数系统(iterated function system ，IFS )方法、A 系统方法等。

基于分形技术建立的植物模型具有细节程度高、模型逼真等优点，生成的三角形面一般有几千到几十万之间，一般来说，模型的细节程度是影响其逼真性的重要因素之一。

但是分形方法过分强调细节，不仅使得工作量骤然增大，而且可能导致整个漫游系统的运行速度下降，性能降低，因此此方法并不实用于实时仿真系统中。

1.2粒子系统方法粒子系统方法是Reeves 在1983年提出的用以模拟一类模糊动态物体基本思想是把模糊物体看作是众多粒子组成的收稿日期：2008-05-13；修订日期：2008-09-04。