植物激素調(diào)節(jié)作用下的植物生長模擬研究.pdf

1、 植物激素調(diào)節(jié)作用下的植物生長模擬研究 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 學(xué)生姓名：侯凌鋒 指導(dǎo)教師：朱慶生 教 授 專 業(yè)：計算機(jī)軟件與理論 學(xué)科門類：工 學(xué) 重慶大學(xué)計算機(jī)學(xué)院 二 OO 八年四月 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 中文摘要 I 摘 要 隨著計算機(jī)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的飛速發(fā)展，利用計算機(jī)對植物生長情況進(jìn)行模擬逐漸成為學(xué)界研究的熱點。其中以展示植物外形視覺效果為目的，在商業(yè)、娛樂、教育、計算機(jī)輔助設(shè)計等領(lǐng)

2、域有廣泛應(yīng)用的虛擬植物的模擬已取得較成熟的發(fā)展，它們模擬的植物色彩絢麗，形態(tài)效果逼真；然而在農(nóng)林業(yè)研究領(lǐng)域，忠實于植物生長發(fā)育規(guī)律的虛擬植物的模擬還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到實用階段，結(jié)合植物生理、外界環(huán)境多種因素影響下的植物生長進(jìn)程的展現(xiàn)還遠(yuǎn)沒有達(dá)到預(yù)期的效果，這方面的研究還有很大的發(fā)展空間，基于農(nóng)林業(yè)領(lǐng)域的研究也具有更大的實用價值。 本文所探討虛擬植物生長研究就屬于農(nóng)林業(yè)領(lǐng)域，以農(nóng)林業(yè)應(yīng)用為背景的植物生長模擬研究通過植物發(fā)育的模擬實驗來指導(dǎo)農(nóng)林業(yè)

3、生產(chǎn)，它不僅要模擬植物外部形態(tài)的發(fā)育進(jìn)程，而且必須忠實植物學(xué)理論，必須要有準(zhǔn)確、科學(xué)的植物學(xué)生長依據(jù)。為真實客觀地模擬植物生長發(fā)育狀況，本文在植物形態(tài)發(fā)育的過程中，綜合考慮了植物內(nèi)部生長因素和外部環(huán)境的影響，將反映植物內(nèi)部生長機(jī)理的植物生理生態(tài)模型與植物形態(tài)發(fā)育模型結(jié)合起來進(jìn)行建模，并重點對植物激素調(diào)節(jié)作用下植物生長發(fā)育做了研究。 本人在研究生期間所做的主要工作即本論文的主要內(nèi)容和進(jìn)展如下： ① 研究了國內(nèi)外虛擬植物研究的現(xiàn)狀， 對比各

4、個虛擬植物生長建模及其實現(xiàn)的方法， 指出了當(dāng)前研究方法和解決方案的優(yōu)缺點； 并對主要方法進(jìn)行了部分實驗驗證。 ② 在深入分析了各種植物建模方法后，基于 L 系統(tǒng)方法提出了一種比較完善植物生長系統(tǒng)模型，這個模型綜合考慮了植物內(nèi)部基因、生理模型、外部環(huán)境和形態(tài)結(jié)構(gòu)，更加系統(tǒng)地對植物的生長進(jìn)行建模。 ③ 采 用 標(biāo) 準(zhǔn) 圖 形 軟 件 接 口 OpenGL 和 支 持 可 視 化 編 程 的 集 成 開 發(fā) 環(huán) 境VS2005，實現(xiàn)了虛擬植物

5、生長系統(tǒng) Virtual Plant 2.0，在實現(xiàn) L 文法基本功能的基礎(chǔ)上對 L 文法進(jìn)行有效擴(kuò)充（顏色列表、貝塞爾生長曲線） ；可建立3DS 器管模型，并結(jié)合紋理、光照對器官進(jìn)行渲染；實現(xiàn)植物環(huán)境交互。 ④ 深入研究植物激素植物學(xué)機(jī)理，包括激素的合成，運輸，分配，分解和對植物生長的調(diào)節(jié)作用原理。 ⑤ 在 Virtual Plant 2.0 系統(tǒng)下進(jìn)行植物激素調(diào)節(jié)作用的實驗，重點模擬了兩種有代表性的激素： 生長素和乙烯調(diào)節(jié)作用下植物