试析基于l-系统的植物外观形态模拟研究

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1、青岛农业大学硕士学位论文基于L-系统的植物外观形态模拟研究姓名：王彬申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：周建强20070601青岛农业人学硕士学伉论文摘要基于L．系统的植物外观形态模拟研究摘要植物作为构成人类生存环境的最重要的一环，与我们的日常生活密切相关。随着分形学的研究和发展，植物模拟已成为人们研究的热点问题。植物模拟在教育，娱乐，商业等领域中占有重要的地位，有着广泛的应用前景。植物的种类繁多，其外在形态结构和内部生长机理各不相同，对植物生长建模的方法也有很多种。本文在对四种主要分

2、形植物模拟方法的模拟对象和算法特点进行分析对比后，选定以L．系统为主要研究起点。并基于植物形态的分形特征，对单轴分枝树木和草本植物进行了模拟。论文主要内容如下：本文在对影响植物外部形态的几种分枝和叶序结构进行研究的基础上，采用L广系统法对单轴分枝树形结构进行了建模，并对植物器官的建模方法进行了深入研究，提出了一种基于逆向工程中模型重建技术的建模方法。在此理论基础上，实现了单轴分枝树木和草本植物的外观形态模拟。在单轴分枝树木模拟过程中，引入了分枝长度的数学模型，实现了分枝长度的模型化控制，并将单轴分

3、枝树木和舍轴分枝树木的模拟结果进行了对比分析。建立了用户控制面板，用户可以通过调节各项参数如分枝长度、叶片大小颜色等，实现不同植物形态的模拟。本文的研究结果对植物模拟的研究具有实际指导意义，将有力推动植物模拟技术的应用和发展。关键词：L一系统：模拟；分形青岛农业人学硕十学位论文AbstractResearchonSimulationofPlantAppearancesBasedonL—systemAbstractTheplant，asthemostimportantcomponentofhuman

4、’slivingenvironment，closelyrelatestoourdailylife．Alongwiththeresearchanddevelopmentoffractal，simulationofplanthasbecomeahottopic．Itplaysanimportantroleinmanyareas，education，entertainment，businessetc．，andhashadawideapplicationintheseareas，Sincetheplant

5、speciesisvarious，andtheexternalstructureandinternalmechanismaredifferent，mcthodsofmodelingplantgrowtharediverse．TheauthorchoosestheL—systemasthefoundationofresearchafteracomparativeanalysistosimulatingobjectandthecharacterofalgorithm．Themonopodialtree

6、andherbaceousplantaRsimulatedonthebasisoftheffactalcharacter．ThemaincontenBareasfoIlows：ThepaperDsesL-systemtomodelingthemonopodialtree-likesWdcturesonthebasisofhavingresearchedthestyleofdivaricationandleaforderswhichaffectedoutlookofplants，andin—dept

7、hresearchesthemodelingmethodsoftheplantorgans．ThenamodelingmethodisintroducedbasedonthereconstructiontechnologyofReverseEngineering．Basedonabovetheories，theappearancesofmonopodialtreeandherbaceousplantaresimulatedThelengthofbranchesmodelisbuilttocontr

8、olthelengthofbranchesmathematicallyinthesimulationprocessofmonopodialtreeTheresultsofmonopodialtreeandsympodialtreearecomparedandanalyzed．Theusercontrollinginterfaceisbuilt，Userscaneasilycontrolthemodelbychangingtheparameters(suchasthelengthof