基于L-系統(tǒng)（cpfg語言）的植物模擬.pdf

1、虛擬植物就是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機上模擬植物的生長發(fā)育過程，它是以植物個體或群體為對象，生成具有三維效果和可視化功能的計算機模型。生成的植物模型可以反映現(xiàn)實植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)，也可獲得植物的生理生態(tài)過程。在計算機上模擬植物的生長過程可以簡單概括為兩步：首先建立具有表述植物基本拓撲結(jié)構(gòu)能力的工具(比如L-系統(tǒng))，即“植物形態(tài)發(fā)生模型”，然后定義一些植物生長規(guī)則來描述植物的生長。根據(jù)以上步驟，本論文主要做了以下工作：　　充分研究了解分形及L

2、-系統(tǒng)的理論及概念。分形模擬是由初始元和生成元通過遞歸的替代過程，通過指定相應(yīng)的遞歸深度便可以得到所需的圖形。L-系統(tǒng)在本質(zhì)上是一種重寫機制，它包括確定L-系統(tǒng)、隨機L-系統(tǒng)、參數(shù)L-系統(tǒng)、語義相關(guān)L-系統(tǒng)等等?；谏鲜隼碚摚胏pfg模型語言在L-studio軟件平臺上對一些典型植物作了模擬。對樹木的樹形構(gòu)成，包括單軸樹形、合軸樹形以及三軸樹形的生長過程分別作了模擬。對樹木和草本植物的各種器官表面的形成方法作了討論分析和模擬。模擬過

3、程中包括了樹枝的分枝角度、植株的生長高度、枝干生長的粗細、葉片的形狀、生長過程中葉片及樹干因年齡引起的顏色漸變等的規(guī)定。建立了用戶控制界面，用戶可以通過改變諸如參數(shù)，實現(xiàn)對模型的控制。用戶可以方便的控制諸如葉片的形狀、大小、整個植株的材質(zhì)以及植株各個器官的生長函數(shù)，可以實現(xiàn)多種類似植物的模擬生長過程。還可以通過改變生長時間來模擬植株在任一時間內(nèi)的生長情況。最后，為了課題的更進一步的研究，作者對現(xiàn)階段的研究工作作了總結(jié)，并對今后的工作進行