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随着虚拟现实技术和计算机图形学的发展,利用计算机对自然界中植物的模拟,已经成为一个热门课题。当前的树木虚拟仿真主要把精力集中在追求真实感上,而在虚拟仿真中,有关树木本身的生物特性和外部环境对树木生长的影响的研究则相对较少。本文主要根据虚拟森林环境下树木虚拟仿真的特点,使用L系统来描述树木的结构;结合植物学知识和具体环境因素对树木生长的影响,建立基于环境影响的虚拟树木模型(Virtual Tree Model based on Environment Influence),实现对树木的虚拟仿真。本文主要就以下几个方面展开研究:1、研究L系统的理论和实现过程,通过有机结合L文法、植物学知识、环境影响,提出建立通用的基于环境影响的虚拟树木模型(Virtual Tree Model based on Environment Influence)。针对单轴分支树木,设计L文法来模拟树木生长过程,并以此来实现模型。2、本文在L文法表达的基础上,使用植物学预测公式和历史数据抽象的方法,实现树木生长的参数化,并经过映射,将其融合到模型中,实现植物学知识与树木仿真的交互。3、本文提出使用动态加权映射方法,对不同环境因素及其对树木生长的影响进行抽象,计算得到面向树木不同器官的环境影响系数,以此实现环境影响与树木仿真的交互。4、本文将上述研究成果整合,实现了基于环境影响的树木虚拟仿真原型系统。本文的重点,主要在对树木虚拟仿真相关方法进行研究的基础上,融合植物学知识和环境影响,并在该过程中提出了新的模拟方法,进行了优化,为后续虚拟森林仿真工作建立了基础。