仿真与虚拟农业技术课程设计.docVIP

天津农学院 计算机科学与信息工程学院 课 程 设 计 报 告 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  PAGE \* MERGEFORMAT 1 目录 一 摘要1 1 L—studio软件的简单介绍 1 2 虚拟植物生长1 3 参数L系统1 4 研究方法：分形理论1 二 L--system程序及分析2 三.视图文件及分析3 效果截果4 五.总结与参考文献9  PAGE \* MERGEFORMAT 8 一 摘要 L—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—studio的软件工具而生成。L—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，它的本质就是一个字符重写系统。 L—studio由以下几个部分组成： ·两个基于L系统的模拟程序：cpfg和lpfg ·一套建模实例，每种植物都作为一个L—studio对象存储 ·用于组织和使用所建模型（位于本地或远程机器中）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下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时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有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。 研究方法：分形理论 这次虚拟植物生长模型主要运用的研究方法是分形理论，分形理论的数学基础是HYPERLINK /view/71657.htm分形几何学，即由分形几何衍生出分形信息、分形设计、HYPERLINK /subview/683655/6576650.htm分形艺术等应用。分形几何学是以非规则几何形态为研究对象的几何学分支，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，这既是分形的特征也是分形的精髓。 关键词 【虚拟植物，L—studio，分形理论】 二 L--system程序及分析 #define PL 1 /* 间隔期 */ #define DEL 15 /* 延迟引入成花素的基础*/ #define TOTAL 3 /* 最终数量的横向节间*/ Lsystem: 0 derivation length: 50 ignore: +-/ 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) : f==0 t1 -- A(t+1) I(f,a) A(t) : f==0 t==1 -- [+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) A(t) : f==1 -- K /* 引入花素底部后延迟 */ D(t) -- D(t+1) D(t) I(f,a) : t==15 -- I(1,a) /* 引入一个auxin-related信号 */ I(f,a) K -- I(f,1) /* 花素的传播(最高)和/或生长素(下降) */ I(fl,al) I(f,a) I(fr,ar) -- I(fl,ar) /* 第一个和最后一个节间*/ I(fl,al) I(f,