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《西安电子科技大学》 2007年
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基于L系统的植物形态模拟

孔勇  
【摘要】: 随着计算机图形学的发展,利用计算机图形学理论来对植物的形态进行模拟已经成为众多领域研究的课题,但从目前来看,绝大多数的植物形态模拟都是基于计算机图形学的,即没有考虑植物生长过程中环境因素对植物形态的影响。本文从图形学角度出发,研究了环境因素对植物生长过程中的形态的影响。 首先,我们介绍了虚拟植物的研究动向并研究了一种植物模拟的方法——分形L系统理论。L系统在本质上是一种重写机制,它是由初始元和生成元通过递归的替代过程,通过指定的递归深度便可以得到所需的图形。基于上述理论,我们利用cpfg语言在L-Studio软件平台上对一些典型的植物进行了模拟。首先,我们从计算机图形学的角度出发,对植物的形态进行了模拟。在模拟过程中,对树枝的分支角度、植株的生长高度、枝干的粗细、叶片的形状以及大小等进行了控制。其次,对于多植物的生长,我们研究了部分环境因素在植物生长过程中对植物形态的影响,对环境影响的L系统做了改进,模拟了植物生长过程中对生长空间的竞争,并对同一植物在有无竞争状态下的生长过程进行了模拟。 在本文中,虽然研究了部分环境因素对植物的生长形态产生的影响,但自然界中,植物作为一种生物体,其构造机理、生长过程以及与环境的交互作用相当复杂,各种环境因素对植物生长过程中的形态影响也各不相同。应用计算机模拟植物生长过程涉及到多学科的知识融合。植物模拟将成为一个具有应用价值的研究方向。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:Q944

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