作物三维建模及其可视化系统基于作物的生理生态特性和形态特征进行研究，通常以作物的器官、个体和群体为研究对象，将其形态特征、在三维空间中的拓扑结构及其变化进行模拟，并通过计算机等介质进行结果表达。虚拟作物的可视化研究在农林学、生态学、景观设计、计算机动画及计算机教学等领域有广泛的应用前景，在植物生长过程研究和自然景观再现均有重要意义。本研究以特定品种偃展4110的小麦为研究对象，结合计算机图形学、虚拟现实和作物学等多学科知识，研究小麦器官的形态模拟模型、不同生长期器官的几何模型重建和真实感绘制等核心技术，且基于.Net平台和OpenGL组件库构建小麦器官可视化系统。　　结合资料数据、田间试验所采集该小麦器官不同生长期的形态特征数据，整理分析特定器官生长状态特征，并提取其形态特征参数，构建其生长模型，并利用相应的三维建模技术实现小麦器官的几何模拟，并且结合实际情况对小麦器官的模型控制点进行调节以实现器官不同生长周期的形态及其所发生的形变状态。　　基于形态模型与三维重建技术，分别构建了小麦基于形态特征参数的单根、茎秆、叶片的几何模型。利用圆柱体几何图元构建了根轴基本图元，并根据根系的拓扑结构，调整对单根系进行了几何建模；使用圆柱体几何图元绘制茎节基本图元，且用圆形区分每个茎节的方式构建了小麦茎秆几何模型；利用NURBS曲面对小麦叶片进行建模，并根据NURBS曲面特性对曲面进行调整以获得叶片形态模型。另外，结合小麦植株拓扑结构特征，通过耦合小麦地上器官模型，构建了越冬期小麦个体模型。　　三维可视化模拟效果对真实性的要求较高。因此本研究基于 OpenGL图形部件库，使用了颜色渲染、纹理贴图、光照渲染等真实感技术，对小麦各器官以及单株个体的几何模型进行了渲染，输出的三维可视化模型较逼真。在颜色渲染过程中，通过调用特定小麦器官在不同生长期所对应的叶色模型，实现了小麦器官的动态演变。为了使小麦器官模拟更逼真，纹理贴图由结合资料数据、基于Agent的小麦生长模拟模型的输出参数和田间试验所拍摄不同生长期的表层特征图像三方面综合决定。通过 OpenGL图形库自带的光照模型，对小麦器官进行光照渲染，令其可视化模拟效果更立体。　　以小麦器官形态特征模型、几何模型、单株拓扑结构以及渲染模型为基础，采用接口思路，设计了小麦器官三维可视化系统。通过简单的人机交互，即可获得真实度较高的小麦器官模型以及单株模型的可视化效果。该系统描绘了特定品种偃展4110的小麦各器官的三维可视化模拟模型以及单株模型，可为后续小麦三维可视化提供技术参考。