基于L系統(tǒng)的虛擬植物生長算法研究及軟件實現(xiàn).pdf

1、虛擬植物生長研究如何利用計算機(jī)模擬植物的生長發(fā)育過程，隨著計算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，它已成為計算機(jī)領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)，且在農(nóng)業(yè)、教育、園藝、商業(yè)和娛樂等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 L系統(tǒng)是虛擬植物生長和分形圖形研究中非常經(jīng)典的模型和方法。本文著重研究了L系統(tǒng)的基本算法，實現(xiàn)了一個可擴(kuò)展性的、上下文相關(guān)的、帶參數(shù)的隨機(jī)L系統(tǒng)ParaLSys。并通過對比ParaLSys和開源軟件LParser的模擬能力，驗證了ParalSys的實用性。

2、 本文第1章介紹了項目的研究背景和相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。 根據(jù)L系統(tǒng)的建模方式，將其分為確定性L系統(tǒng)、隨機(jī)L系統(tǒng)、上下文相關(guān)L系統(tǒng)和參數(shù)L系統(tǒng)。本文第2章分別對這幾類L系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。 第3章介紹了ParaLSys的設(shè)計和實現(xiàn)。它基于Qt和OpenGL，集成了一套自定義的L系統(tǒng)描述語言，由五個功能模塊組成：文本編輯模塊、器官模型處理模塊、字母含義設(shè)置模塊、狀態(tài)演化模塊和圖形顯示模塊。算法層面，本文提出了一

3、種基于二叉樹的L系統(tǒng)并行重寫算法。實驗表明，和采用線性數(shù)組實現(xiàn)的L-系統(tǒng)相比，新系統(tǒng)在生長模擬環(huán)節(jié)時空效率更高。 第4章對比了ParaLSys和LParser。研究了LParser系統(tǒng)和ParaL,Sys系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互通機(jī)制，算法實現(xiàn)的關(guān)鍵在于將LParser中的龜行指令、幾何參數(shù)變化指令等翻譯成ParaLSys的描述語言。實例表明，ParaLSys能模擬LParser的絕大部分功能，鑒于LParser系統(tǒng)在很多領(lǐng)域己獲得重要的應(yīng)