仿真与虚拟农业技术课程设计

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1、天津农学晚计算机科学与僧息工程学陵I课程设计板4设计题目：基于L系统的虚拟植物模型设计学生姓名学号专业班级任课教师成绩评定2013年12月目录1L—studio软件的简单介绍12虚拟植物生长13参数L系统14研宄方法：分形理论1二L-system程序及分析三.视图文件及分析四.效果截果五.总结与参考文献一摘要L一studio软件的简单介绍本设计是参照《仿真与虚拟农业技术》教材整本书以及老师课堂上的讲解编写出来的。这株虚拟树的设计是借助L一studio的软件工具而生成。L一studio是基于L系统的Windows软件，用于创建模拟模型并进行模拟实验，它的

2、木质就是一个字符重写系统。L一studio由以下几个部分组成：•两个基丁L系统的模拟程序：cpfg和Ipfg•一套建模实例，每种植物都作为一个L一studio对象存储•用于组织和使用所建模型（位于木地或远程机器中）的图形浏览器•系列用于创建和修改对象的编辑器和其他建模工具•用于模拟影响植物生长环境的程序库虚拟植物生长通过对植物生理生态过程的模拟，能够预测不同环境条件不生长的植物的某些综合指标，而在植物形态结构和环境因素的吋空变异对植物生长的影响等方面进行了简化处理。虚拟植物生长是对植物在三维空间中的结构发育与生长过程的计算机仿真，是植物学家进行研究的重

3、要工具。参数L系统我这次所涉及的植物…-树，用的是L系统主要类型中的：参数L系统。参数L系统将字符串的重写过程扩展到了带冇参数控制的单词扩展过程，从而实现了既能生成丰富、灵活的植物图形，又能实现其过程可控性。研宄方法：分形理论这次虚拟植物生长模型主要运用的研宄方法是分形理论，分形理论的数学棊础是分形几何学，即由分形几何衍生出分形信息、分形设计、分形艺术等应用。分形儿何学是以非规则儿何形态为研宄对象的儿何学分支，由于不规则现象在自然界普遍存在，因此分形几何学又被称为描述大自然的几何学。在此基础上形成的研究分形性质及其应用的科学称为分形理论。分形作为几何对

4、象，首先是不规则的，但并不是所有不规则的形状都是分形。也就是说，分形一般具有无限相似性，这既是分形的持征也是分形的精髓。关键词E虚拟植物，L一studio，分形理论］二L-system程序及分析#definePL1/*间隔期*/#defineDEL15/*延迟引入成花素的基础*/#defineTOTAL3/*最终数景的横向节间*/Lsystem:0derivationlength:50ignore:+-/Axiom:D(0)I(0,0)A(0)/*成花素产生节间没有达到顶峰和相关的间隔期(休眠)芽*/I(f，a)A(t+1

5、)I(f，a)[+B]I(0,0)/(180)A(0)/*成花素转换为达到顶峰开花的花蕾*/I(f，a)K/*引入花素底部后延迟*/D⑴--〉D(t+1)D(t)1(1,a)/*引入一个auxin-related信号*/I(f,a)>K->I(f，l)/*花素的传播(最高)和/或生长素(下降)*/I（fl，al）

6、)>I(fr，ar)--〉I(f，ar)/*休眠芽达成的下行活跃信号*/I(f,a)C(t+l，n)C(t，n):t>=PL&&nFC(0，n+l)/*有产生n节间、侧芽一朵花*/C(t，n):t>=PL&&n==TOTAL—>KhomomorphismI(f,a)->;(l+f+a)FB->;(l)@O(0.3)K->;(4)@O(0.7)endlsystem三视图文件及分析angleincrement:60//角增量initialcolor:1/

7、/最初的颜色colorincrement:2//颜色增加initiallinewidth:4pixels//最初线宽：4像素scalefactor:0.9000//比例因子contoursides:16//轮廓面rendermode:filled//渲染模式效果截[

8、透拟树回2SStep3Step5Step6虚拟树口回22Step7Step8Step9实物五总结L-system是一系列不同形式的正规语法规则，多被用于植物生长过程建模，但是也被用于模拟各种生物体的形态。L-system也能用于生成自相似的分形，例如迭代函数系统。最初，L系统被设计成用于提

9、供一种关于简单多细胞生物体生长的正规描述，并且试阁证明植物细胞之间的紧密关系。不久以后，这个系