bladmateriaal voor 3d-productie

use case

Published
december 8, 2021

Doel: het omzetten van wiskundige formules naar een procedurele implementatie van bladgroei bij planten. 

Het simuleren van de groei van planten heeft al langere tijd maatschappelijke en wetenschappelijke relevantie voor verschillende doeleinden, voornamelijk voor de landbouw. Daarbij wordt rekening gehouden met het biologisch onderzoek dat aantoont wat de invloed is van het planthormoon auxine op de groei. Die kennis is omgezet naar een wiskundig model voor de simulatie van de groei van een blad. Daarbij bepaalt een groeifunctie, die beïnvloed wordt door auxine maxima op de bladrand, de vorm van het blad. De literatuur beschrijft technieken die biologisch accuraat zijn, maar door hun complexiteit niet intuïtief zijn en bovendien tijdsintensief zijn. Vereenvoudigde modellen zijn te vinden, maar missen vaak identificerende karakteristieken, zoals kartelrandjes om het blad en natuurgetrouwe adervorming. Voor deze use case werden het wiskundige model over bladgroei en vormen van Runions et al. gebruikt in combinatie met een versimpelde bladvorm.

De use case werd uitgewerkt gebruik makend van Python. Op die manier kan het resultaat in verschillende 3D-softwareprogramma’s worden gebruikt. Er werd een 2D-representatie gebruikt om de initiële bladopstelling op basis van conversiepunten te genereren. Daarop werden de formules voor de directionele groei van het blad en de groei van de bladrand toegepast. Tot slot werd het venatie-algoritme omgezet op deze 2D-representatie. In Houdini werd de 2D omgezet naar een 3D-model en dat werd, op basis van de parameter uit het venatie-algoritme, omgezet naar maps om materialen te creëren.

Binnenkort kan je hieronder de pdf van de paper terugvinden met alle details over de gebruikte algoritmes en de wiskunde erachter.

Deze case werd uitgewerkt door Vera Grosskop.