仿真与虚拟农业技术课程设计

3/3仿真与虚拟农业技术课程设计天津农学院

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

目录

一

一

二L--system程序及分析

#definePL1/*间隔期*/

#defineDEL15/*延迟引入成花素的基础*/

#defineTOTAL3/*最终数量的横向节间*/

Lsystem:0

derivationlength: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+1)

I(f,a)[+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)K

/*引入花素底部后延迟*/

D(t)-->D(t+1)

D(t)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(fr,ar)-->I(fl,ar)

/*第一个和最后一个节间*/

I(fl,al)A(t)-->I(fl,a)

D(t)I(fr,ar)-->I(f,ar)

/*休眠芽达成的下行活跃信号*/

I(f,a)C(0,0)

/*活跃的腋芽产生节间的间隔期*/

C(t,n):tC(t+1,n)

C(t,n):t>=PL(1+f+a)F

B-->;(1)@O(0.3)

K-->;(4)@O(0.7)

endlsystem

三视图文件及分析

angleincrement:60//角增量

initialcolor:1//最初的颜色

colorincrement:2//颜色增加

initiallinewidth:4pixels//最初线宽：4像素scalefactor:0.9000//比例因子

contoursides:16//轮廓面

rendermode:filled//渲染模式

四效果截图

Step1

Step2

Step3

Step4

Step5

Step6

Step7

Step8

Step9

实物

五总结

L-system是一系列不同形式的正规语法规则，多被用于植物生长过程建模，但是也被用于模拟各种生物体的形态。L-system也能用于生成自相似的分形，例如迭代函数系统。最初，L系统被设计成用于提供一种关于简单多细胞生物体生长的正规描述，并且试图证明植物细胞之间的紧密关系。不久以后，这个系统被扩展成描述高等植物及其复杂枝杈结构。L-system的自然递归规则导致自相似性，也因此使得分形一类形式可以很容易的使用L-system描述。植物模型和自然界的有机结构生成，非常相似并很容易被定义，因此通过增加递归的层数，可以缓慢生长并逐渐变得更复杂。L-system同样在制造人造生命领域。

通过运用L—studio对虚拟植物树的设计，L系统在模拟植物生长过程时相对于其他软件容易。另外，我发现L系统还是具有一些局限性：为了描述更多的结构和形态特征，L系统需要不断地引进具有特定意义的符号来增强其功能，这样就使得符号多且庞杂，很难记忆使用，在程序开发时也很难实现模块化。通过这几天的设计，学识方面