基于三維分枝模型的樹(shù)木模擬算法研究及其實(shí)現(xiàn).pdf

1、虛擬自然場(chǎng)景一直是圖形學(xué)研究領(lǐng)域中一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的課題。樹(shù)木是自然場(chǎng)景的重要組成部分，其模擬算法的研究得到了廣泛的重視。樹(shù)木的形態(tài)復(fù)雜且種類繁多，其造型、存儲(chǔ)及繪制都存在相當(dāng)?shù)碾y度。 根據(jù)應(yīng)用目的不同，樹(shù)木生長(zhǎng)模擬技術(shù)可分為兩大類：以農(nóng)林業(yè)應(yīng)用為目的和以非農(nóng)林業(yè)應(yīng)用為目的的模型。兩者在建模原理和仿真結(jié)果的真實(shí)性要求上有著很大差別。前者遵循樹(shù)木的生態(tài)生理原理；后者追求基于視覺(jué)效果的真實(shí)性。 論文的研究屬于第二類。在對(duì)已有的

2、樹(shù)木模擬算法進(jìn)行分析和研究的基礎(chǔ)上，探討出一種基于三維分枝模型的改進(jìn)算法。該算法首先將樹(shù)木的結(jié)構(gòu)分為三個(gè)層次：樹(shù)干樹(shù)枝和樹(shù)葉，利用樹(shù)木的自相似原理，建立樹(shù)木的層次模型；然后將光照和重力對(duì)樹(shù)木形態(tài)的影響加入模型中，通過(guò)設(shè)置受光照和重力影響樹(shù)枝偏轉(zhuǎn)的角度，實(shí)現(xiàn)樹(shù)木的趨光與屈地的特性；算法再利用隨機(jī)繁衍L系統(tǒng)的分枝算法，通過(guò)設(shè)置分枝產(chǎn)生式以控制樹(shù)木的分枝。為了體現(xiàn)樹(shù)木的頂端優(yōu)勢(shì)，加入了側(cè)枝控制參數(shù)；最后，在模型繪制時(shí)，利用LOD原理，按照樹(shù)木