文献检索课程报告

文献检索课程报告

班级：091228

学号：2009117228

姓名：

一、选题简介

课题名称：利用L-SYSTEM仿真植物花序方法研究

The use of L-SYSTEM simulation method to study plant inflorescence

课题分析：关键词：L-SYSTEM 、仿真、模拟、植物花序、方法

L-SYSTEM 、simulation、plant inflorescence、method

二、文献检索过程

1、使用CNKI使用CNKI中国知网学术搜索平台中的中国期刊全文数据库

因为利用L-SYSTEM仿真植物花序方法研究是一个比较热的课题，在期刊上应该有所反映。

检索策略：通过中国学术期刊网络出版总库文献检索的标准检索。

主题使用L-system

并且包含仿真或者

模拟，并且包含植物

花序。

2、使用万方数据库搜索平台中的学位论文全文数据库

既然中国知网上面可以收到大量的跟该课题相吻合的文献，那么也有大量的研究生在导师的带领下做该选题的学位论文。

检索策略：通过学位论文检索

[1] 周春江.基于L系统的虚拟植物生长的模拟研究[D].重庆大学,2005.

随着分形学的研究和发展，虚拟植物生长己成为人们研究的热点问题。其研究在农林业研究、绿化景观设计、教育、娱乐、商业等领域中占有重要的地位，有着广阔的应用前景。自从美国生物学家Lindenmayer于1968年提出L系统后，L系统不断完善，为植物的构型提供了新的途径。1984年(A.R.Smith)等人将L系统引入计算机图形学，在计算机上模拟生成各种形态的植物，显示了计算机模拟植物方面的能力，为在计算机上实现虚拟植物的生长提供了理论依据。本文主要对确定L系统、随机L系统、参数L系统、微分L系统、语义相关L系统等作了深入研究，在此基础上，利用L系统理论，采用标准图形软件接口OpenGL和支持可视化编程的集成开发环境VC++6.0，实现了虚拟植物生长系统。另一方面，为了使生成的植物看起来更生动直观，对植物的器官采用了一种基于器官的图像的建模方法，同时运用光照、纹理映射等技术，实现了植物生长过程的计算机模拟，生成的植物具有三维立体效果，形态逼真，符合自然生长规律。论文在结构上首先简要的说明了当前植物生长模拟的一些研究成果和进展，进而阐述了虚拟植物生长的模拟这个课题的研究意义。论文的主体部分对用到的L系统的理论进行了研究以及对OpenGL图形库技术和基于器官的图像的建模方法进行了简单的介绍；然后着重对虚拟植物系统的功能模块进行了设计；最后对系统的实现举例。同时，本文的研究有助于揭示自然界的一个道理:看似复杂的自然现象背后其实蕴藏着简单的规律。

[2] 谷廷华.基于L-系统的植物生长模拟研究[D].浙江工业大学,2005.

现代设施农业的进一步发展需要基于作物生长规律的生长过程模拟的支持。其中，植株拓扑结构发展过程的模拟是实现虚拟植物模型的关键技术之一。本文采用L-系统方法，结合植物的生长机理，对植物生长过程中受到内、外因素的影响进行了模拟研究。文章研究了L-系统方法用于模拟植物的表达机制；分析了通过参数L-系统和语义相关L-系统方法来表达植物生长过程中的一些影响因素；提出了基于语言描述并运用模糊推理来建立产生式规则的构造方法，并通过模糊推理得到了L-系统的产生式规则，为将L-系统用于模拟植物生长提供了一种新的产生式构造方法。

[3] 蒋丽涛.基于素描L-系统的植物生长模型研究[D].哈尔滨理工大学,2009.

分形理论是近些年来发展起来的一门新学科，主要用来描述自然界和非线性系统中不光滑和不规则的几何形体。植物作为自然界的重要组成部分，与人类的生存、发展息息相关。种类繁多的植物虽然形态千差万别，却大都具有自我相似、自我繁殖的分形特征。分形理论的引入，为植物的计算机模拟开辟了一条新的途径。随着分形理论的发展，分形植物模拟也已成为计算机仿真领域的重要课题。目前，基于分形理论的植物模拟主要有分形几何建模法、参考轴技术、素描建模法以及图像造型法。其中，以着重描述植物形态结构见长的L-系统就是该领域诸多研究方法中的重点之一。它是由美国生物学家Lindenmayer于1968年在研究植物形态的进化与构造时提出的一种用以描述树木的方法，开始时只注重于植物的拓扑结构，即植物组件之间的相邻关系，后来才将几何解释加进描述过程，形成L-系统。1984年，Smith为模拟植物形态而将其首次引入计算机图形学领域，成为植物模拟的有效办法。本文主要对确定L-系统、随机L-系统、参数L-系统、语义相关L-系统等作了系统的研究。在此基础上，作者根据植物结构的特点，对传统L-系统生成植物的方法进行了改进，并设计了一种基于勾画的树木建模方法，在素描交互式界面中实现侧枝模型形态与主干形态的统一，然后将改进的L-系统与素描的建模方法相结合，从而实现以交互、高效的方式控制植物生长模型的构造。同时，为了进一步实现植物的真实感绘制，作者利用分形递归算法构建三维树木模型，采用标准图形软件接口OpenGL和支持可视化编程的集成开发环境VC++6.0，加入纹理映射、光照、材质等技术，对上述建立好的植物模型进行三维可视化。论文以植物外观形态的模拟为主要研究方向，探索研究如何利用少量的植物学知识对植物进行建模，从而达到真实反映植物生长形念特征的目的。

[4] 赵亮.基于遗传L-system人工花卉繁殖与研究[D].中国地质大学(北京),2005.

虚拟现实技术的研究方兴未艾。许多艺术家、设讲师、生物学家、和计算机科学家都对人工创建植物模型产生了浓厚的兴趣。但是，人们发现用于建模人工植物的许多方法都过于复杂和不精确。当前，包括计算机图形图像学家Prusinkiewicz、计算机科学家Jacob、JimHanan等在内的许多学者都曾利用生物学家Lindenmayer的重写规律语言L-systems、进化方法以及图像处理程序语言研究人工植物模型。在国内，中国农业大学虚拟植物实验室的成立，使得国内也开始有更多学者关注这种人工植物建模的方法。本文是基于遗传L-systems的人工植物花卉研究。研究方法是利用L-systems 对植物建模方面的强大功能并结合遗传算法。本文深入分析了L-systems的各种分类，L-systems应用于植物建模需要首先解决的问题，还探讨了模拟自然植物生长时的L-systems的规律，对于虚拟现实的基本原理也做了简要的分析。论文引入了遗传L-systems概念(GAL)，将遗传算法的强大搜索能力引入刻L-systems当中，研究设计了合适的适应函数，并综合考虑了实际自然植物生长的光合作用、结构对称性、稳定性和植物适应环境生长的其它因素。将L-systems字符串作为种群进行繁衍进化，最终找到“最优”的植物生长模型。另外，本文在windows环境下，利用DirectX图形图像处理技术，试验建模了遗传L-systems解释器，优化了程序设计和算法效率。并根据L-systems 应用到自然生物模拟的特点，设计了遗传算法控制的L-systems成长策略，成功地模拟生成了人工花卉的生长。

[5] 叶立楠.基于L系统的虚拟柑橘生长模型的构建方法研究[D].东北师范大学,2009.

虚拟植物（Virtual Plant）就是虚拟现实技术在农业领域的应用，虚拟现实技术为许多领域的可视化研究提供了新的方法，例如在农业，教学方面和电视电影娱乐业都有很多应用。虚拟现实技术应用计算机模拟植物在三维空间中的生长发育，利用可视化的形式体现植物的形态结构规律，随着信息技术进步而迅速发展起来，它已成为计算机领域的研究热点之一。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模拟，是当今计算机研究领域的一个较新的研究方面。近年来，虚拟植物的建模方法有了很大的突破和发展，现在较为流行的是利用L—System模拟植物生长。利用L—System已经取得了长足的发展，例如在模拟植物建模方法、实现效率、空间复杂度、现实可行性等方面取得了很大的突破，但L—System也存在一些缺陷，模拟植物生长效率不高。特此本文提出引入子结构方法改进L—System的建模方法，在一定程度上优化了虚拟植物的建模方法。本文在总结虚拟现实技术的研究现状的基础上，提出了现存的问题以及本文的研究意义与价值。接着给出了虚拟植物的基本方法和概念，如子结构和L系统的基本原理。论文主体部分对虚拟柑橘器官和柑橘树建模方法进行了详细的阐述，并将子结构和L系统突破性地共同运用到柑橘树生长模拟过程中。在此基础上，采用标准图形软件接口OpenGL和支持可视化编程的集成开发环境VC++6．0，完成了技术在柑橘生长模拟过程中的应用创新，望能给同仁带来抛砖引玉的作用。

[6] 刘振兴.基于结构-功能和L-系统的植物仿真建模[D].天津工业大学,2008.

植物是自然界的一个重要组成部分，与我们的生活息息相关。随着分形学的研究和发展，虚拟植物建模已成为计算机图形学的研究热点问题。基于L系统的虚拟植物建模是常用方法之一，其研究在绿化景观设计、教育、娱乐、商业等领域中有着广泛的应用前景。本文首先介绍了L系统的基础理论以及虚拟植物建模的重要意义，阐述了当前虚拟植物建模的研究现状。对确定L系统、随机L 系统、参数L系统、微分L系统、语义相关L系统等作了深入的研究。在此基础之上，对植物树建模进行了较为深入的研究，本文的工作主要体现在： (1)对植物的器官如树干、叶片进行了几何建模，在没有增加时间复杂度的前提下解决了一般枝条算法在模拟时出现的缺口问题，并利用L系统近似模拟了常见叶片模型； (2)在现有理论和算法的基础上，通过对常见的基于L系统树的建模方法进行比较，提出了改进的三维树的建模方法，构建出真实感较强的三维树。并将这些树木应用大规模自然场景的渲染中，且取得了较好的实验效果。

[7] 李文杰.基于L-系统植物树建模方法的研究[D].合肥工业大学,2009.