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随着硬件技术和计算机图形学技术的迅猛发展，越来越多的专家学者都致力于虚拟现实领域的研究。目前对于陆地场景中的植物仿真建模已经有了比较深入的研究，而虚拟水底环境中的动植物可视化研究偏少，并且主要集中在水草和鱼类仿真动画的研究。本文以珊瑚为研究对象，通过三维随机L系统进行交互式建模，模拟出符合一定形态规律的珊瑚;并结合流体力学和材料力学等相关学科知识，模拟出虚拟水场作用下较为真实的珊瑚动态变化结果。具体研究内容为: (1)提出了基于参数化L系统的珊瑚建模方法。该方法将参数化和随机化相结合，首先根据珊瑚的形态结构，分析并提取珊瑚的抽象模型，再根据其生长特点，采用三维L系统对珊瑚形态建模。通过参数控制面板改变生成规则来生成初步结果，还可以调节半径、长度、半径衰减等参数对珊瑚进行更自然更为真实的静态模拟。 (2)采用基于物理的形变方法实现珊瑚运动过程。首先对珊瑚进行有限元分析，在建立力学模型过程中把水作为理想流体进行研究，并用Perlin噪声模拟了随机效果。综合考虑物体在流体中的流固耦合现象，分析了物体的绕流阻力与升力;建立弯曲枝干受力的悬臂梁模型，并用挠曲轴微分方程对弯曲枝干进行求解，使用积分法计算出梁变形的角度和弯曲后梁的挠度;然后采用叠加法对每一节弯曲枝干进行合成，最后经过渲染得到珊瑚动态变化的结果。 (3)结合计算机图形学理论、流体力学、材料力学和OpenGL三维图形库，构造出交互式珊瑚静态建模和动态变化的原型系统，并根据用户需求设置参数，以达到较为真实的效果。