基于三維分枝模型的樹木模擬算法研究及其實現(xiàn).pdf

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

2、樹木模擬算法進行分析和研究的基礎上，探討出一種基于三維分枝模型的改進算法。該算法首先將樹木的結構分為三個層次：樹干樹枝和樹葉，利用樹木的自相似原理，建立樹木的層次模型；然后將光照和重力對樹木形態(tài)的影響加入模型中，通過設置受光照和重力影響樹枝偏轉的角度，實現(xiàn)樹木的趨光與屈地的特性；算法再利用隨機繁衍L系統(tǒng)的分枝算法，通過設置分枝產生式以控制樹木的分枝。為了體現(xiàn)樹木的頂端優(yōu)勢，加入了側枝控制參數(shù)；最后，在模型繪制時，利用LOD原理，按照樹木