樱桃花序建模及其在中学生物实验教学中的应用

• 作 者: 郭嘉琨
• 出 处: 东北师范大学
• 发表日期: 2010年01期
• 关键词: 人工生命 虚拟植物 L系统 向光性

虚拟植物就是利用计算机来模拟植物在三维空间中的生长发育过程。随着计算机图形学技术的发展,对虚拟植物的研究逐步深入。由于植物的生长环境是极其复杂的,为了模拟真实,我们在研究虚拟植物的时候应考虑植物受外界环境影响所发生的变化。虚拟植物是一个跨学科的交叉领域,涉及到图形学、植物学、数学、教育学等多门学科知识,因此吸引了各领域专家的关注。虚拟植物在农业、教育和娱乐等领域得到广泛的应用,特别是在教育领域的应用尤为突出,许多研究所开发了虚拟实验室等相关软件,推动了现代化教育的进步。本论文系统的实现是在Window XP操作系统下基于Visual C++和OpenGL库开发的三维图形应用程序。本文首先深入分析了当前虚拟植物研究的国内外现状,并对与虚拟植物生长模拟相关的计算机图形学理论、植物建模方法、Bézier曲线、Bézier曲面和植物学相关知识进行了介绍。其次,深入研究Bézier曲线和Bézier曲面知识,利用Bézier曲面对樱桃花朵及萼片进行建模,然后改进L系统方法,利用改进的L系统对樱桃花序进行建模,并建立樱桃花的生长过程模型。再次,研究影响植物生长的外部环境因素,建立基于光照条件下樱桃树的生长模型,利用开发工具编码实现。最后,将虚拟植物应用于生物实验教学中,总结虚拟植物在生物实验教学中的意义;对全文工作做了总结,对今后的工作进行了展望。