你可以想象一个没有植被的世界吗？一花一草勾勒着微妙的时序变化，茂林苍翠营造出别具一格的林下风味。作为一类最常见的自然演变对象，植被在人类生活中无处不在，构成人与自然间亲密的联结，也承载着不言自明的诗意情趣。那么，当我们着力构建一个更加真实的三维虚拟世界时，各式各样贴合场景的花草树木自然也不可或缺。通过构造三维植被表型，我们能够在虚拟世界“种植”绿洲与田野，还原大千自然。
给植物三维重建，我们可以实现什么？其实，当你无论是在欣赏好莱坞三维影片，还是沉浸在逼真的大型游戏中，场景内郁郁葱葱的丛林、如梦如幻的植被、参天的大树、精细逼真的花草树叶，对于提升三维场景的真实感和舒适感都具有至关重要的作用。此外，除了应用于虚拟现实展示和数字娱乐仿真，树木的三维模型在生态环境建设、城乡景观设计、古树名木保护、遥感测绘、国土资源调查以及现代农林业应用等方面，也都发挥重要的作用。
三维植被建模的难点在哪里？对于自然界分布广泛的植物来说，源于自然演变不是人类设计而造成其种类繁多，形状不一，长势千姿百态，以及结构的不规则性和自相似性，给精准三维建模提出很多难题。主要体现在两个方面：植物外形信息获取困难，植物精细重建和建模困难。
如何进行精细逼真的三维植被建模？中科院自动化所三维可视计算团队的郭建伟副研究员、张晓鹏研究员、严冬明研究员等人，长期致力于三维植被模型的精细重构与表达，从计算机图形学的角度，提出了一系列植被几何建模方法。包括基于结构形态和生长规则的三维植物虚拟建模，基于三维可视数据分析的真实植物重构建模，以及基于可视数据学习的三维植物智能建模。
未来的研究可能在哪里？受到中国科学院人工智能创新研究院AI创新应用方向2035任务的支持，本团队将持续在空间信息汇聚与绘制方面展开研究探索，面向地理测绘和城市管理，不断结合新的机器学习方法，重点研究大规模树木外形快速获取与三维重建、植物生长动态几何模型的构建和表示、以及物理仿真互动，将真实三维植被建模方法和呈现技术，集成于城市大场景建模之中。