虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中自然植物模擬的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、傳統(tǒng)的歐氏幾何主要用來描述規(guī)則圖形和光滑曲線的，而面對(duì)以不規(guī)則形狀為主的自然植物歐氏幾何就顯得無能為力了，分形幾何則可以描述自然界中的不光滑和不規(guī)則的幾何形體，也是近二、三十年發(fā)展起來的一門新學(xué)科。
　　 自然植物形態(tài)千差萬別，但是從整體上來說大多具有自我相似、自我繁殖的分形特征，因此分形理論成為了自然植物模擬的主要描述語言和重要理論基礎(chǔ)。近年來，隨著分形理論不斷的完善與發(fā)展，利用分形來實(shí)現(xiàn)對(duì)各種植物的模擬也成為了計(jì)算機(jī)仿真領(lǐng)域

2、的重要課題，在分形的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的L-系統(tǒng)，為植物的造型及描繪又提供了新的途徑，成為了植物模擬的主要方法。
　　 使用L-系統(tǒng)對(duì)植物進(jìn)行模擬，其關(guān)鍵之處在于L-系統(tǒng)中的產(chǎn)生式的規(guī)則設(shè)計(jì)，自然界中的植物形態(tài)千差萬別，在L-系統(tǒng)中主要體現(xiàn)為產(chǎn)生式規(guī)則的不同，傳統(tǒng)L-系統(tǒng)中的產(chǎn)生式規(guī)則設(shè)計(jì)以離散設(shè)計(jì)為主，并未對(duì)其設(shè)計(jì)方法進(jìn)行過全面的分析和總結(jié)。
　　 本文為有效解決L-系統(tǒng)產(chǎn)生式規(guī)則設(shè)計(jì)中存在的這一問題，首先對(duì)一些主流L-系

3、統(tǒng)的基本原理進(jìn)行了分析，從L-系統(tǒng)單規(guī)則產(chǎn)生式入手，先使用單規(guī)則產(chǎn)生式對(duì)自然界中的植物的大體形態(tài)進(jìn)行仿真模擬，進(jìn)而將單規(guī)則產(chǎn)生式的基本模型進(jìn)行了分類，文中提出將單規(guī)則產(chǎn)生式基本模型分為無明顯莖植物的產(chǎn)生式模型有明顯莖植物的產(chǎn)生式模型兩大類，并且針對(duì)兩種模型進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，然后再進(jìn)一步對(duì)多規(guī)則產(chǎn)生式進(jìn)行研究，將多規(guī)則產(chǎn)生式分為三大部分，基本式，連接式與子產(chǎn)生式。重點(diǎn)對(duì)基本式中生長控制，連接式主次元數(shù)量比以及子產(chǎn)生式模型三個(gè)方面進(jìn)行了研究，