虛擬植物建模技術(shù)研究及其數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、虛擬植物技術(shù)是根據(jù)植物的生長機理，運用計算機技術(shù)在二維或者三維空間中進行顯現(xiàn)的一門技術(shù)。它涉及多個學(xué)科，例如:計算機科學(xué)、生物學(xué)、圖形圖像學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)等，并且在計算機輔助教學(xué)、影視娛樂、自然景觀設(shè)計、虛擬農(nóng)業(yè)和科學(xué)研究等領(lǐng)域有著突出的應(yīng)用價值。如今，隨著計算機信息技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬植物的研究也經(jīng)歷了從注重植物外在的形態(tài)結(jié)構(gòu)模擬，發(fā)展到針對其內(nèi)部生長機制的仿真，再到現(xiàn)在的考慮與自然環(huán)境的相互影響，不斷地延展深入。本文在眾多學(xué)者前輩的研究

2、基礎(chǔ)上，主要針對運用L-系統(tǒng)仿真出的植物模型太過理想化、不符合光照原理的問題進行探索研究，提出自己看法，并設(shè)計了算法對其進行優(yōu)化驗證;另外，針對整個建模過程中需要數(shù)據(jù)收集、整理的繁瑣過程，特設(shè)計了一個配套的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，提高了工作效率。至于各章詳細的工作內(nèi)容，分條概括如下:
　　(1)首先結(jié)合我國的農(nóng)業(yè)背景條件，提出進行虛擬植物研究的必要性;然后介紹了虛擬植物的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析各種主要建模技術(shù)的應(yīng)用特點，并就應(yīng)用最廣泛的L-系

3、統(tǒng)技術(shù)進行詳細的闡述，從其產(chǎn)生起源到后來的蓬勃發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展成為一門最核心的虛擬植物技術(shù);最后將全文的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點進行簡單的說明。
　　(2)主要介紹了L-系統(tǒng)的理論知識，從簡單的字符定義及重寫規(guī)則的說明，再到應(yīng)用圖形的形象展示，系統(tǒng)地將L-系統(tǒng)的核心思想進行了闡述;然后與現(xiàn)實植物進行關(guān)聯(lián)，分別在二維和三維空間中，運用特有的字符、規(guī)則及算法進行演示。最后將重寫字符與具體的圖形結(jié)構(gòu)進行綁定，并將最終的植物模型進行了圖例呈現(xiàn)。

4、r>　　(3)針對植物模型不符合光照原理且不體現(xiàn)黃金分割特征的問題，提出了一種基于蟻群覓食原理的蟻群優(yōu)化算法。首先對Open L-System模擬的植物枝葉分布進行分析;然后，采用設(shè)計的蟻群優(yōu)化算法對虛擬植物枝葉在趨光性的競爭問題上進行優(yōu)化;最后，結(jié)合植物的黃金分割特征實驗仿真出植物模型。
　　(4)針對植物建模前期數(shù)據(jù)采集量大、整理困難，建模過程中產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)難以辨別處理，以及后期數(shù)據(jù)的儲存安全等問題，設(shè)計了一套植物數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)