虛擬植物建模技術(shù)研究及其數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、虛擬植物技術(shù)是根據(jù)植物的生長機(jī)理，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)在二維或者三維空間中進(jìn)行顯現(xiàn)的一門技術(shù)。它涉及多個(gè)學(xué)科，例如:計(jì)算機(jī)科學(xué)、生物學(xué)、圖形圖像學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)等，并且在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、影視娛樂、自然景觀設(shè)計(jì)、虛擬農(nóng)業(yè)和科學(xué)研究等領(lǐng)域有著突出的應(yīng)用價(jià)值。如今，隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬植物的研究也經(jīng)歷了從注重植物外在的形態(tài)結(jié)構(gòu)模擬，發(fā)展到針對(duì)其內(nèi)部生長機(jī)制的仿真，再到現(xiàn)在的考慮與自然環(huán)境的相互影響，不斷地延展深入。本文在眾多學(xué)者前輩的研究

2、基礎(chǔ)上，主要針對(duì)運(yùn)用L-系統(tǒng)仿真出的植物模型太過理想化、不符合光照原理的問題進(jìn)行探索研究，提出自己看法，并設(shè)計(jì)了算法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化驗(yàn)證;另外，針對(duì)整個(gè)建模過程中需要數(shù)據(jù)收集、整理的繁瑣過程，特設(shè)計(jì)了一個(gè)配套的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，提高了工作效率。至于各章詳細(xì)的工作內(nèi)容，分條概括如下:
　　(1)首先結(jié)合我國的農(nóng)業(yè)背景條件，提出進(jìn)行虛擬植物研究的必要性;然后介紹了虛擬植物的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析各種主要建模技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，并就應(yīng)用最廣泛的L-系

3、統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的闡述，從其產(chǎn)生起源到后來的蓬勃發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展成為一門最核心的虛擬植物技術(shù);最后將全文的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行簡單的說明。
　　(2)主要介紹了L-系統(tǒng)的理論知識(shí)，從簡單的字符定義及重寫規(guī)則的說明，再到應(yīng)用圖形的形象展示，系統(tǒng)地將L-系統(tǒng)的核心思想進(jìn)行了闡述;然后與現(xiàn)實(shí)植物進(jìn)行關(guān)聯(lián)，分別在二維和三維空間中，運(yùn)用特有的字符、規(guī)則及算法進(jìn)行演示。最后將重寫字符與具體的圖形結(jié)構(gòu)進(jìn)行綁定，并將最終的植物模型進(jìn)行了圖例呈現(xiàn)。

4、r>　　(3)針對(duì)植物模型不符合光照原理且不體現(xiàn)黃金分割特征的問題，提出了一種基于蟻群覓食原理的蟻群優(yōu)化算法。首先對(duì)Open L-System模擬的植物枝葉分布進(jìn)行分析;然后，采用設(shè)計(jì)的蟻群優(yōu)化算法對(duì)虛擬植物枝葉在趨光性的競(jìng)爭(zhēng)問題上進(jìn)行優(yōu)化;最后，結(jié)合植物的黃金分割特征實(shí)驗(yàn)仿真出植物模型。
　　(4)針對(duì)植物建模前期數(shù)據(jù)采集量大、整理困難，建模過程中產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)難以辨別處理，以及后期數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存安全等問題，設(shè)計(jì)了一套植物數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)