基于L系統(tǒng)的植物形態(tài)模擬.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理論來對植物的形態(tài)進(jìn)行模擬已經(jīng)成為眾多領(lǐng)域研究的課題，但從目前來看，絕大多數(shù)的植物形態(tài)模擬都是基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的，即沒有考慮植物生長過程中環(huán)境因素對植物形態(tài)的影響。本文從圖形學(xué)角度出發(fā)，研究了環(huán)境因素對植物生長過程中的形態(tài)的影響。 首先，我們介紹了虛擬植物的研究動向并研究了一種植物模擬的方法——分形L系統(tǒng)理論。L系統(tǒng)在本質(zhì)上是一種重寫機(jī)制，它是由初始元和生成元通過遞歸的替代過程，通過指定的

2、遞歸深度便可以得到所需的圖形。基于上述理論，我們利用cpfg語言在L-Studio軟件平臺上對一些典型的植物進(jìn)行了模擬。首先，我們從計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的角度出發(fā)，對植物的形態(tài)進(jìn)行了模擬。在模擬過程中，對樹枝的分支角度、植株的生長高度、枝干的粗細(xì)、葉片的形狀以及大小等進(jìn)行了控制。其次，對于多植物的生長，我們研究了部分環(huán)境因素在植物生長過程中對植物形態(tài)的影響，對環(huán)境影響的L系統(tǒng)做了改進(jìn)，模擬了植物生長過程中對生長空間的競爭，并對同一植物在有無競爭