【摘 要】
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随着计算机图形技术的飞速发展,计算机图形学已经成为了快速、经济地生成图形,处理图像的有力工具。人工生命在传统的计算机图形学基础上,采用行为建模、认知建模和进化建模
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随着计算机图形技术的飞速发展,计算机图形学已经成为了快速、经济地生成图形,处理图像的有力工具。人工生命在传统的计算机图形学基础上,采用行为建模、认知建模和进化建模来模拟生命过程,创造了对环境有感知和响应能力的、有一定智能和自主性的自激发动画角色[2]。虚拟植物技术采用计算机仿真技术模拟植物在三维空间中的生长发育状况,是近年来随着信息技术的进步而迅速发展起来的研究领域,是计算机图形学、人工生命和农业信息技术的研究热点。植物生长的模拟分为植物形态结构的模拟和植物生理生态的模拟。从外在形态看,植物可分为冠层和根系两部分。但是,由于根系环境的不可见性和复杂性,以及测量技术和理论方法的局限性,到目前为止,虚拟植物的研究主要集中在地上部分,根系是其薄弱环节,根系模型无论是在模拟效果上还是在功能上都远远滞后于地上部分模型。因此,如何构建植物根系模型,并将其结构模型和功能模型相结合是现在根系模型研究的重点。本文中我们采用了基于分形理论的L系统模型构建方法,并用计算机图形学方法很好地模拟出了大豆根系的三维模型。根据植物根系生长的生理功能,改进了根系的向水性模型和向地性模型,从而更好地实现了植物根系功能模型的模拟。探讨了基于人工生命方法的约束条件对大豆根系形态结构以及生理功能的影响,验证了我们改进的两种有关植物根系生长的功能性模型,从而实现了植物根系形态结构模型和生理功能模型的相结合。丰富了模拟植物根系生长的方法。我们可以将这个可视化模型运用到生物学科的教学当中,模型可以使学生不受空间和时间的限制,灵活、真实地观察到虚拟植物的三维动态生长过程,从而使教学达到满意的效果[1]。
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