随着分形理论的研究与发展,分形理论在自然景观模拟、艺术图案设计、图像数据压缩、分形自然生长与混沌动力体系的研究等各个领域获得了广泛的应用,其中用分形方法模拟自然景观在计算机电子游戏、三维动画制作、科幻影片、军事模拟等领域已获得了很好的应用。在自然界中,地形、水面波形、天空中的云朵、树木等自然景物都具有分形特征,因此,采用分形理论的方法模拟这些自然景物,从而体现了这些自然景物的分形精细结构特征。论文对地形建模技术,IFS算法生成树木,分形插值算法生成水面波形、地形、天空中的云朵进行了研究。首先,讨论了基于数据拟合建模、DEM建模、分形方法建模三种地形建模技术,并且比较了基于灰度值方法、基于LOD算法的四叉树方法、基于三角形细分法、基于“菱形-正方形”细分法的建模技术。其次,利用IFS算法模拟自然景观中的树木,通过改变IFS码与着色实现了各种各样的树木,并且实现了动态的模拟。第三,利用Diamond-Square算法模拟水面波形、地形、天空中的云朵,并且改进了Diamond-Square算法原理,提高了效率和解决了菱角点丢失问题。高程数据着色之后通过平滑处理、纹理映射、光照模型、雾化效果等渲染技术,生成了实时的、逼真的、快速的自然景观。同时还实现了水面波形、天空中的云朵的动态模拟。最后,完成了自然景观的模拟,其中有地形、水面波形、天空中的云朵、树木等自然景物,这样构造了一个三维自然景观系统,并且自然景观中的各个景物大致上相互受到各自的影响。通过系统中的参数变化可以产生差异的自然场景。实验结果表明,IFS算法体现了自然界中树木的复杂性、多样性,Diamond-Square算法能够简便、灵巧的操作水面波形、地形、天空中的云朵的模型。