基于環(huán)境影響的樹木虛擬仿真的研究.pdf

1、隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)對(duì)自然界中植物的模擬，已經(jīng)成為一個(gè)熱門課題。當(dāng)前的樹木虛擬仿真主要把精力集中在追求真實(shí)感上，而在虛擬仿真中，有關(guān)樹木本身的生物特性和外部環(huán)境對(duì)樹木生長(zhǎng)的影響的研究則相對(duì)較少。 本文主要根據(jù)虛擬森林環(huán)境下樹木虛擬仿真的特點(diǎn)，使用L系統(tǒng)來描述樹木的結(jié)構(gòu)；結(jié)合植物學(xué)知識(shí)和具體環(huán)境因素對(duì)樹木生長(zhǎng)的影響，建立基于環(huán)境影響的虛擬樹木模型(Virtual Tree Model based onE

2、nvironment Influence)，實(shí)現(xiàn)對(duì)樹木的虛擬仿真。 本文主要就以下幾個(gè)方面展開研究： 1、研究L系統(tǒng)的理論和實(shí)現(xiàn)過程，通過有機(jī)結(jié)合L文法、植物學(xué)知識(shí)、環(huán)境影響，提出建立通用的基于環(huán)境影響的虛擬樹木模型(Virtual Tree Model based on Environment Influence)。針對(duì)單軸分支樹木，設(shè)計(jì)L文法來模擬樹木生長(zhǎng)過程，并以此來實(shí)現(xiàn)模型。 2、本文在L文法表達(dá)的基礎(chǔ)上

3、，使用植物學(xué)預(yù)測(cè)公式和歷史數(shù)據(jù)抽象的方法，實(shí)現(xiàn)樹木生長(zhǎng)的參數(shù)化，并經(jīng)過映射，將其融合到模型中，實(shí)現(xiàn)植物學(xué)知識(shí)與樹木仿真的交互。 3、本文提出使用動(dòng)態(tài)加權(quán)映射方法，對(duì)不同環(huán)境因素及其對(duì)樹木生長(zhǎng)的影響進(jìn)行抽象，計(jì)算得到面向樹木不同器官的環(huán)境影響系數(shù)，以此實(shí)現(xiàn)環(huán)境影響與樹木仿真的交互。 4、本文將上述研究成果整合，實(shí)現(xiàn)了基于環(huán)境影響的樹木虛擬仿真原型系統(tǒng)。 本文的重點(diǎn)，主要在對(duì)樹木虛擬仿真相關(guān)方法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，融合