基于L-系統(tǒng)（cpfg語(yǔ)言）的植物模擬.pdf

1、虛擬植物就是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)上模擬植物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，它是以植物個(gè)體或群體為對(duì)象，生成具有三維效果和可視化功能的計(jì)算機(jī)模型。生成的植物模型可以反映現(xiàn)實(shí)植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)，也可獲得植物的生理生態(tài)過(guò)程。在計(jì)算機(jī)上模擬植物的生長(zhǎng)過(guò)程可以簡(jiǎn)單概括為兩步：首先建立具有表述植物基本拓?fù)浣Y(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(zhǎng)規(guī)則來(lái)描述植物的生長(zhǎng)。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(guò)遞歸的替代過(guò)程，通過(guò)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(jī)制，它包括確定L-系統(tǒng)、隨機(jī)L-系統(tǒng)、參數(shù)L-系統(tǒng)、語(yǔ)義相關(guān)L-系統(tǒng)等等?；谏鲜隼碚摚胏pfg模型語(yǔ)言在L-studio軟件平臺(tái)上對(duì)一些典型植物作了模擬。對(duì)樹(shù)木的樹(shù)形構(gòu)成，包括單軸樹(shù)形、合軸樹(shù)形以及三軸樹(shù)形的生長(zhǎng)過(guò)程分別作了模擬。對(duì)樹(shù)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(guò)

3、程中包括了樹(shù)枝的分枝角度、植株的生長(zhǎng)高度、枝干生長(zhǎng)的粗細(xì)、葉片的形狀、生長(zhǎng)過(guò)程中葉片及樹(shù)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(guò)改變諸如參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(gè)植株的材質(zhì)以及植株各個(gè)器官的生長(zhǎng)函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)多種類似植物的模擬生長(zhǎng)過(guò)程。還可以通過(guò)改變生長(zhǎng)時(shí)間來(lái)模擬植株在任一時(shí)間內(nèi)的生長(zhǎng)情況。最后，為了課題的更進(jìn)一步的研究，作者對(duì)現(xiàn)階段的研究工作作了總結(jié)，并對(duì)今后的工作進(jìn)行