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.

植物生长模拟模型是定量化研究植物的生长规律的重要手段,其研究在农林研究、绿化景观设计、教育、娱乐、商业等领域有着重大的应用前景和实用价值。基于结构-功能模型是一种主要的植物建模方法,生物量的分配是其构建的一个难点,到目前为止仍没有一种被广泛接受的方法,本文以此为出发点对植物建模进行了探讨。从植物建模的数学分析到实现依次进行了研究。首先,依据植物生物学的基本原理,以生长单元周期为观察时间尺度,以植物器官的生物量和几何特征作为模型变量,建立了一种植物生长模拟模型；以L-系统建模植物的拓扑结构,并采用贝塞尔曲线技术对器官进行拼接绘制；其次,研究分析了植物的结构-功能模型的数学行为,包括模型参数对植物生长与结构的影响规律；随后主要讨论了模型中生物量的分配,对源-库模型进行了扩展,提出了平衡机制驱动的源-库-池模型；模型参数的确定,模型外部的参数,如叶片的厚度等几何造型参数,可由实验测量数据直接确定,而模型的功能参数属于内部隐含参数,由于机理复杂,以用户指定的交互式图形曲线函数方式确定,实践证明上述方法是有效的；最后,以Visual C++为工具,采用面向对象的程序设计方法,设计完成了集植物生长模拟和分析功能于一体的植物生长软件Plant。软件提供图形、曲线和文本等方式显示植物生物量的生产与分配以及植物结构的动态生长过程,可方便地调整模型隐含参数初值和目标项目的选择。本文围绕源-库-池分配模型,结合功能-结构模型和L-系统进行植物的仿真建模,在此基础上开发了植物虚拟生长软件Plant,并对实验结果进行了一系列的分析与比较,证明了源-库-池方案在底层构造的有效性。

[8] 孙艳.基于L-系统的植物形态模拟方法的研究与应用[D].山东师范大学,2008.

分形理论是近二、三十年才发展起来的一门新的学科，它主要描述自然界中的非线性系统中不光滑和不规则的几何形体。传统的欧氏几何主要研究规则图形和光滑曲线，对自然植物的描述却显得无能为力，种类丰富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，分形理论就为自然植物的模拟提供了描述语言和理沦基础。近年来，分形理论逐渐发展，而分形植物模拟也成为了计算机仿真领域的重要课题。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，为植物的构型及描绘提供了新的途径。1984年A．R．Smith等人将L-系统引入了计算机图形学中，在计算机上模拟生成了各种形念的植物，显示了计算机在模拟植物方面的强大能力，为在计算机上实现模拟植物的生长形态提供了理论依据，后来在加拿大学者Prusinkiewicz 等的发展下，成为植物生长建模的主要方法之一。传统的基于L-系统的分形植物虽然也能够表现物种之间的差异和体现物种的多样性，但分形模拟过程与物种的自然生成过程差别很大，分形过程也无法与自然界的物种遗传、物种生存环境的选择、进化和变异作用建立必然联系，所以本文在对几种不同类型的L-系统和遗传算法基本原理研究分析的基础上，提出了将基于L-系统的植物模拟方法与遗传算法结合的思想，以期得到更符合自然规律的植物形态。本文主要工作如下： 1、在随机L-系统的参数设计中引入遗传算法。本文对随机L-系统中涉及到的参数通过遗传算法进行重新设计，将经过重新设计的参数表应用于相同的产生式集，可以生成结构有不同变化的植物形态，来继续丰富我们的植物资料库； 2、在单规则L-系统和多规则L-系统的产生式设计中引入遗传算法。本文通过遗传算法对L-系统产生式中的字符或者整个的产生式进行重新设计，并定义了符合植物生长过程中保持平衡性、稳定性、趋光性等特点的适应度函数，来体现外界因素对植物生长形态的影响； 3、把基于L-系统的植物模拟方法与遗传算法结合的思想应用到虚拟植物生长的过程中。植物对它所处的环境，会表现出良好的自适应和自寻优能力，本文在植物生长过程中随时使用遗传算法来调整植物的L-系统语法，对同一植物在生长过程中根据不同条件的影响，产生不同的形态变化，可以生成更符合自然规律的植物形态，这在自然景观再现、虚拟动画、植物学等领域都具有一定的应用价值。本文利用计算机作图技术，模拟了植物生长过程中分枝结构受外界条件影响后的形念变化，对人工智能、人工生命等领域的研究也具有一定的指导和启发意义。

[9] 尹玉亮.基于L-系统（cpfg语言）的植物模拟[D].莱阳农学院,2005.

虚拟植物就是利用虚拟现实技术在计算机上模拟植物的生长发育过程，它是以植物个体或群体为对象，生成具有三维效果和可视化功能的计算机模型。生成的植物模型可以反映现实植物的形态

结构，也可获得植物的生理生态过程。在计算机上模拟植物的生长过程可以简单概括为两步：首先建立具有表述植物基本拓扑结构能力的工具(比如L-系统)，即“植物形态发生模型”，然后定义一些植物生长规则来描述植物的生长。根据以上步骤，本论文主要做了以下工作：充分研究了解分形及L-系统的理论及概念。分形模拟是由初始元和生成元通过递归的替代过程，通过指定相应的递归深度便可以得到所需的图形。L-系统在本质上是一种重写机制，它包括确定L-系统、随机L-系统、参数L-系统、语义相关L-系统等等。基于上述理论，利用cpfg模型语言在L-studio软件平台上对一些典型植物作了模拟。对树木的树形构成，包括单轴树形、合轴树形以及三轴树形的生长过程分别作了模拟。对树木和草本植物的各种器官表面的形成方法作了讨论分析和模拟。模拟过程中包括了树枝的分枝角度、植株的生长高度、枝干生长的粗细、叶片的形状、生长过程中叶片及树干因年龄引起的颜色渐变等的规定。建立了用户控制界面，用户可以通过改变诸如参数，实现对模型的控制。用户可以方便的控制诸如叶片的形状、大小、整个植株的材质以及植株各个器官的生长函数，可以实现多种类似植物的模拟生长过程。还可以通过改变生长时间来模拟植株在任一时间内的生长情况。最后，为了课题的更进一步的研究，作者对现阶段的研究工作作了总结，并对今后的工作进行了展望。

[10] 冯宗坚.基于L-系统的植物三维可视化研究[D].浙江工业大学,2008.

虚拟植物(Virtual Plants)是利用虚拟现实(Virtual Reality)技术在计算机上模拟植物在三维空间中的生长发育过程，它是以植物个体或群体为对象，生成具有三维效果和可视化功能的计算机模型。随着虚拟现实技术与互联网技术的逐渐结合，从小型的虚拟产品到大型的虚拟建筑园区都在网上得到了很好的展示和应用，也促进了相关行业的实际发展。尽管人们对网络虚拟植物也有同样的渴求，虚拟植物技术却并未因此在互联网上得到很好的发展。基于植物形态的分形特征，研究了L-系统方法用于模拟植物的表达机制，对DOL-系统、随机OL-系统、参数OL-系统、语义相关L-系统、Open L-系统等各种常用形式进行了比较系统的研究，分析了它们各自的表达特点，为将L-系统方法用于模拟植物生长准备了基础。以网上在线应用为目标，选用VRML 这种基于网络的虚拟现实技术搭建虚拟场景。根据植物器官的不同外形，使用VRML的多个造型节点对植株的各个部分进行了三维建模。并且对VRML的植物三维建模进行了规律性的总结。采用VRML和Java技术并以Web页面作为运行平台，提供三维可视化交互环境，并依据L-系统思想模拟植物生长的整个过程。从技术上，描述了用户与场景节点间信息实时交互的实现过程，对外部编程接口方法与内部节点方法这两种常用方法进行了详细比较。最后，对本文内容进行了总结，并对以后的研究工作进行了展望。

[11]曾茜. 花卉植物形态与生长可视化仿真研究[D]. 北京林业大学: 北京林业大学,2011.

随着计算机软硬件技术、图形图像技术和虚拟现实技术的飞速发展,虚拟现实技术在虚拟农林业的应用越来越广泛。在虚拟景观中,形态结构和功能结构统一的高度真实感虚拟植物生长模拟逐步成为数字植物的研究热点。花卉植物的形态结构复杂,叶片、花瓣等器官的可视化建模和生长仿真成为虚拟花卉的研究瓶颈。本文基于花卉图像和植物生态学,定义了花卉植物可视化仿真框架,提出一种花卉植物形态结构建模和生长可视化仿真算法。从花卉图像中分割提取植物器官的纹理特征；基于植物器官的分布形态进行仿射变换,定义叶群和花朵的拓扑分布结构模型；结合用双三次Bezier曲面模拟的单片植物器官几何形态,建立单株花卉。在模拟花卉植物的生长与开花时,为了忠于植物生长特性,采用经典的描述生物量积累的Logistic方程来模拟茎叶和花朵的生长过程；通过MATLAB对花卉植物的茎高、基生叶片长度、花瓣长度进行曲线拟合,建立S型生长曲线,并且基于不同节间叶片的生长特点定义了多层生长曲线。通过郁金香、石竹、茉莉等多种代表性花卉植物验证了算法的有效性,模拟的花卉逼真自然。

[12]张聪. 甘薯根系模拟及在生物教学实验中的应用[D]. 东北师范大学: 东北师范大学,2011.

伴随着计算机技术的发展,虚拟植物在教育、娱乐、农业研究等诸多领域得到了广泛的应用。虚

拟植物已经成为计算机图形学的一个重要研究领域。虚拟植物,就是在计算机上利用虚拟现实技术模拟植物在三维空间中的生长发育过程,是以植物个体为对象的,具有三维效果和可视化的功能。按植物生长部位不同,虚拟植物研究有地上部分研究和根系研究。根系作为植物的重要部位,虚拟根系的研究是对虚拟植物研究的完善和支撑。无论从理论上,还是应用价值上,虚拟植物根系的研究都有着极其重要的意义。本文首先分析了国内外虚拟植物根系研究现状,介绍了相关的计算机图形学理论、人工生命理论及植物相关概念等,并对四种常用的虚拟植物根系模拟方法进行了介绍,其中重点介绍了L系统和双尺度自动机模型。然后,通过对常用方法优缺点的分析比较,选用结合L系统和双尺度自动机两种方法对甘薯根系进行建模,根据甘薯根系的生长特性,实现了甘薯根系的形态结构模拟。同时,基于人工生命的方法,结合土壤含水量等影响因素,模拟了甘薯根系的动态生长过程。最后,将甘薯根系生长模型与“理化生实验室”项目结合,应用到中学生物教学实验中,进行植物根系的向水性实验,同时三维立体的向学生展示甘薯根系的生长。

[13]於娇红. 基于互利作用的植物生长建模及仿真[D]. 浙江工业大学: 浙江工业大学,2011.

随着信息化技术的飞速发展,用计算机模拟植物群落生态结构及植物间的相互作用已经成为虚拟现实领域的研究热点。该项研究包含了多门学科,如生物学、计算机技术、统计学等,其研究成果对合理配置城市植物群落的生态结构、加强林业生产中的混交林建设等有着十分重要的参考价值和指导意义。植物群落是一个非常复杂的生态系统,植物之间存在着竞争和互利作用。根据生态学知识可知,植物间的竞争作用主要表现为两个或两个以上的个体为争夺资源而发生的相互关系,而植物间的互利作用相对复杂,主要表现为植物的化感作用、自我识别意识、空间和时间上的安全带等。因此,目前的植物群落生态仿真研究主要侧重于植物间竞争作用方面,对互利作用的表达和模拟相对较少。本文在互利作用和竞争作用的基础上研究植物的生长建模和可视化,主要研究内容包括以下几个方面: 1.在研究Lotka-Volterra种间互利模型的基础上,考虑植物个体间的差异性,构建一个反映植物个体间互利作用的生长模型。 2.通过分析和研究典型的植物群落生态模型及其优缺点,采用FON(Field-Of-Neighborhood)模型计算植物个体的影响圈大小,根据影响圈范围确定植物的邻体,并应用邻体干扰模型来计算植物的互利指数。 3.考虑植物的地下竞争作用,引入植物吸水模型来计算根系间的竞争水平,提取植物的地下竞争指数,从而完善本文的植物生长模型。 4.通过分析目前主流的植物可视化技术和三维图形建模工具,采用Xfrog工具建立处于不同生长期的植物三维模型,并应用纹理映射处理这些模型的表面细节,生成真实感较强的三维植物模型,实现互利植物生长模型的计算结果可视化。 5.最后,采用OpenGL(Open Graphics Library)和VC++6.0实现模拟植物生长的原型系统,来验证本文方法的有效性。本文选择具有代表性的两种互利植物——水曲柳和落叶松作为实验对象模拟它们在不同种植方式、不同资源条件、不同空间位置等条件下的生长状况。

[14]崔劲. 自然景物的分形模拟[D]. 武汉理工大学: 武汉理工大学,2005.

自然景物模拟一直是计算机图形学的研究热点。自然景物包罗万象,自相似性是其相当普遍的特征,而分形几何学正是表现这一特征的重要数学工具,分形法有多种形式,需要根据实际应用合理选择。本文主要研究内容是自然景物模拟的一个分支——植物的建模与可视化。本文对这一领域内有代表性的研究成果逐一进行了概述。为方便理解将植物模拟按功能归纳为两种算法模型:形态发生模型和可视化模型。其中,形态发生算法模型负责生成植物的拓扑结构; 可视化算法模型包括枝条自然弯曲的模拟,花朵、果实等植物器官的绘制,植物群落的绘制,向光性、季节性等植物特性的可视化。论文以阔叶树的模拟为背景,研究探讨了植物模拟所涉及的自定义的L-系统,枝条粗细的表现,枝条的弯曲模拟与自然拼接,树叶的分布与绘制等关键技术。其一,选用自定义的L-系统作为植物拓扑结构发生器,证明了L-系统具有的分形特征。该L-系统定义简洁、高效、合理,并具备有限的随机性。其二,为了方便表现枝条的粗细,论文将该L-系统生成字符串按树型数据结构解析。数据结构的每个结点描述了一段从树的基点或树的任一分叉点到末梢的一段枝条,它是严格依据L-系统的生成字符串抽象出来的。这种数据结构与状态空间的盲目搜索树一致,只是生成策略有所区别,因为不需要搜索,而是对已生成的字符串的解析。接着,在模拟枝条弯曲和过渡部分,使用了多样条曲线的设计技术,

还涉及到样条的拼接。本文选用Bezier曲线,Bezier曲线之间的连接以0阶连续为宜,对分叉点处曲线间的夹角有所限制。最后,在实现叶片在树枝上的分布这一模块,本文提供了两种简单、可选的叶型,将叶子按一定的概率布置到枝条表面,同时使之符合某些自然特性。全文以植物模拟为重点,兼顾其它自然景物的建模设计。在模拟实现的过程中调用了Direct3D图形库的功能。

[15]黄辉. 基于L系统的虚拟园林观赏树木生长建模研究[D]. 中南林业科技大学: 中南林业科技大学,2006.

植物作为构成人类生存环境的最重要的一环，与我们的日常生活密切相关。随着人们对的生态环境的日益重视，以计算机为手段对植物生长进行建模与仿真己成为人们研究的热点问题。开展虚拟植物生长有着重要的现实意义，它不仅在农林业研究、绿化景观设计、虚拟战场中占有重要的地位，在教育、娱乐、商业等领域有着广阔的应用前景。植物的种类繁多，其外在形态结构和内部生长机理各不相同，对植物进行生长建模的方法也有很多种。目前虚拟植物生长主要采用的方法包括：分形方法、随机过程和L系统。L系统是由美国生物学家Lindenmayer于1968年提出，他主要是用于研究细胞的交互作用。随着L系统被引入计算机图形学和系统的不断完善，它已经成为植物生长建模的主要方法之一。L系统是一种字符重写系统或形式化语言方法，它通过构造公理，运用连续、并行地运用规则改写公理中的字符串，从而得到一系列字符。最后根据字符的特定几何含义可以绘制出特定的图形。运用具有不同语言、文法和几何解释的L系统，在计算机上能够模拟生成各种具有复杂形态的植物。L系统为植物生长拓扑结构以至几何形态建模提供了一个很好的理论体系，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。本文在对影响植物外部形态的几种分枝和叶序结构进行研究的基础上提出了采用L系统的方法对植物生长进行建模，并对L系统的建模方法进行了深入研究。为了能够更好地模拟植物生长的过程，本文在原有L 系统的基础上加入了控制植物分枝角度的高斯分布函数，控制植物拓扑生长和几何生长的生长控制函数，模拟植物趋光性的偏转吸引子。同时通过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，加入光照、纹理映射等技术，实现了对几种园林观赏树木的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，基本符合自然生长规律。为了解决分枝结构在交汇处不连续的问题，对植物的枝条和叶片建模采用了三角形网格的建模方法。通过本文的试验结果我们可以看到在L系统中加入一些影响植物生长的环境因素后所模拟出的模型更加逼真。本文给出了一种构造虚拟植物生长系统的综合解决方案，同时，对植物建模过程中的部分算法进行了改进，使得虚拟植物生长建模更具可控性和多样性，本文的研究是对植物生长3D建模的综合方法的一种新的尝试，为有兴趣研究虚拟植物的朋友提供一个共同探讨的机会。

[16]孔勇. 基于L系统的植物形态模拟[D]. 西安电子科技大学: 西安电子科技大学,2007.

随着计算机图形学的发展,利用计算机图形学理论来对植物的形态进行模拟已经成为众多领域研究的课题,但从目前来看,绝大多数的植物形态模拟都是基于计算机图形学的,即没有考虑植物生长过程中环境因素对植物形态的影响。本文从图形学角度出发,研究了环境因素对植物生长过程中的形态的影响。首先,我们介绍了虚拟植物的研究动向并研究了一种植物模拟的方法——分形L系统理论。L系统在本质上是一种重写机制,它是由初始元和生成元通过递归的替代过程,通过指定的递归深度便可以得到所需的图形。基于上述理论,我们利用cpfg语言在L-Studio软件平台上对一些典型的植物进行了模拟。首先,我们从计算机图形学的角度出发,对植物的形态进行了模拟。在模拟过程中,对树枝的分支角度、植株的生长高度、枝干的粗细、叶片的形状以及大小等进行了控制。其次,对于多植物的生长,我们研究了部分环境因素在植物生长过程中对植物形态的影响,对环境影响的L 系统做了改进,模拟了植物生长过程中对生长空间的竞争,并对同一植物在有无竞争状态下的生长过程进行了模拟。在本文中,虽然研究了部分环境因素对植物的生长形态产生的影响,但自然界中,植物作为一种生物体,其构造机理、生长过程以及与环境的交互作用相当复杂,各种环境因素对植物生长过程中的形态影响也各不相同。应用计算机模拟植物生长过程涉及到多学科的知识融合。植物模拟将成为一个具有应用价值的研究方向。

[17]王磊. 草地场景的模拟与真实感绘制[D]. 浙江大学: 浙江大学,2004.

本文主要讨论了自然场景特别是草地的模拟和绘制。草地的地形是通过人工输入和随机分形的方法生成。植物在草地中的分布使用随机的方法。单株植物的造型则是采用上下文有关的带参数的随机L系统。我们为模拟植物生长而编写了L系统编译器来实现可定义规则的植物造型，并把随机因子和环境参数扩充到L系统中。植物叶面的造型采用Bezier参数曲线描述叶子中脉的形状，然后将叶子的纹理图象嵌入到叶脉曲线的局部标架中。将造型好的地形、植物和其他参数整合之后，采用多种先进的绘制手段如点采样技术、多分辨率技术等，绘制出具有高度真实感的草地场景。文章的最后我们给出用上述方法模拟绘制的几种草地场景，并指出进一步的研究方向。

[18]赵全. 基于环境影响的树木虚拟仿真的研究[D]. 浙江工业大学: 浙江工业大学,2007.

随着虚拟现实技术和计算机图形学的发展，利用计算机对自然界中植物的模拟，已经成为一个热门课题。当前的树木虚拟仿真主要把精力集中在追求真实感上，而在虚拟仿真中，有关树木本身的生物特性和外部环境对树木生长的影响的研究则相对较少。本文主要根据虚拟森林环境下树木虚拟仿真的特点，使用L系统来描述树木的结构；结合植物学知识和具体环境因素对树木生长的影响，建立基于环境影响的虚拟树木模型(Virtual Tree Model based on Environment Influence)，实现对树木的虚拟仿真。本文主要就以下几个方面展开研究： 1、研究L系统的理论和实现过程，通过有机结合L文法、植物学知识、环境影响，提出建立通用的基于环境影响的虚拟树木模型(Virtual Tree Model based on Environment Influence)。针对单轴分支树木，设计L文法来模拟树木生长过程，并以此来实现模型。 2、本文在L文法表达的基础上，使用植物学预测公式和历史数据抽象的方法，实现树木生长的参数化，并经过映射，将其融合到模型中，实现植物学知识与树木仿真的交互。 3、本文提出使用动态加权映射方法，对不同环境因素及其对树木生长的影响进行抽象，计算得到面向树木不同器官的环境影响系数，以此实现环境影响与树木仿真的交互。 4、本文将上述研究成果整合，实现了基于环境影响的树木虚拟仿真原型系统。本文的重点，主要在对树木虚拟仿真相关方法进行研究的基础上，融合植物学知识和环境影响，并在该过程中提出了新的模拟方法，进行了优化，为后续虚拟森林仿真工作建立了基础。

[19]孙艳. 基于L-系统的植物形态模拟方法的研究与应用[D]. 山东师范大学: 山东师范大学,2008.

分形理论是近二、三十年才发展起来的一门新的学科,它主要描述自然界中的非线性系统中不光滑和不规则的几何形体。传统的欧氏几何主要研究规则图形和光滑曲线,对自然植物的描述却显得无能为力,种类丰富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,分形理论就为自然植物的模拟提供了描述语言和理论基础。近年来,分形理论逐渐发展,而分形植物模拟也成为了计算机仿真领域的重要课题。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,为植物的构型及描绘提供了新的途径。1984年A.R.Smith等人将L-系统引入了计算机图形学中,在计算机上模拟生成了各种形态的植物,显示了计算机在模拟植物方面的强大能力,为在计算机上实现模拟植物的生长形态提供了理论依据,后来在加拿大学者Prusinkiewicz等的发展下,成为植物生长建模的主要方法之一。传统的基于L-系统的分形植物虽然也能够表现物种之间的差异和体现物种的多样性,但分形模拟过程与物种的自然生成过程差别很大,分形过程也无法与自然界的物种遗传、物种生存环境的选择、进化和变异作用建立必然联系,所以本文在对几种不同类型的L-系统和遗传算法基本原理研究分析的基础上,提出了将基于L-系统的植物模拟方法与遗传算法结合的思想,以期得到更符合自然规律的植物形态。本文主要工作如下: 1、在随机L-系统的参数设计中引入遗传算法。本文对随机L-系统中涉及到的参数通过遗传算法进行重新设计,将经过重新设计的参数表应用于相同的产生式集,可以生成结构有不同变化的植物形态,来继续丰富我们的植物资料库; 2、在单规则L-系统和多规则L-系统的产生式设计中引入遗传算法。本文通过遗传算法对L-系统产生式中的字符或者整个的产生式进行重新设计,并定义了符合植物生长过程中保持平衡性、稳定性、趋光

性等特点的适应度函数,来体现外界因素对植物生长形态的影响; 3、把基于L-系统的植物模拟方法与遗传算法结合的思想应用到虚拟植物生长的过程中。植物对它所处的环境,会表现出良好的自适应和自寻优能力,本文在植物生长过程中随时使用遗传算法来调整植物的L-系统语法,对同一植物在生长过程中根据不同条件的影响,产生不同的形态变化,可以生成更符合自然规律的植物形态,这在自然景观再现、虚拟动画、植物学等领域都具有一定的应用价值。本文利用计算机作图技术,模拟了植物生长过程中分枝结构受外界条件影响后的形态变化,对人工智能、人工生命等领域的研究也具有一定的指导和启发意义。

3、使用中国知网搜素平台中的会议论文全文数据库

[1]柏森,万盛萍,李向. 基于优化BSP和L-System的植物生长仿真研究与实现[C]. 计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用（CACIS）学术会议论文集.2007 自然景物的模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题之一,文中着重论述了利用BSP和L-System进行植物生长过程仿真的基本原理,以Visual C++6.0集成开发环境为编程工具,利用开放的图形接口技术OpenGL进行了基于优化BSP与L-System的植物生长过程仿真研究与实现。

[2]胡国雄,黄莉. 基于L-System模型的自然景物绘制方法[C]. 计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用（CACIS）学术会议论文集.2007

随着图形学技术的快速发展,如何绘制非规则自然景物一直都是图形学的一个难点及热点问题。本文在分析了L-System表达植物结构形态的机制的基础上,探讨了有效设计特定形态的L-System数学模型的方法;在渲染方面,提出采用纹理映射的方法,有效地提高了所生成图形的真实性。

[3]谢载贤,魏明珠. 基于L系统的三维植物绘制平台的研究与实现[C]. 2003年中国智能自动化会议论文集（下册）.2003

L系统是分形的一种重要方法,它被广泛应用于植物建模中。本文主要讨论了基于L系统的三维植物绘制平台的总体结构和关键技术。平台由L系统分析器和龟形解释器构成,前者将L系统存储成自定义的数据结构,并且推导出字符序列。后者将字符序列翻译成三维图形。文中还阐述了两项关键技术,第一, 建立用多面体近似的树枝模型,来实现龟形解释中的画线动作;第二,用活动坐标系实现龟形解释中的前进和旋转动作,并且使用OpenGL。

4、使用万方数据平台的外文文献摘要数据库

检索策略：标题使用：“L-SYSTEM 、simulation”

[1] DENG FANG,XI LI-FNEG.An Application of L-system and IFS in 3D Fractal Simulation[J].WSEAS Transactions on Systems,2008,7(4/6):352-361.DOI:10.1257/mic.1.1.182.

L-system and IFS are used to the plant's simulation. In this paper the theories of L-system and IFS were concisely described. The excellence and short of constructing Fractal image with L-system or IFS were discussed. So a method was put forward in this paper. At last the three-dimension tree model creators successfully based on L-system and IFS.

[2] Research on L-System based plant simulation platform[C].//Intelligent information, control, and communication technology for agricultural engineering.2009:74902T.1-74902T.6.

L-system is an important way for plant modeling. In this method growth details of the complex plant structure and morphology are characterized through setting a basic or improved production rule, then rewriting and interpreting the growth string again and again. Based on the basic L-System and some

improved L-System methods the 2D and 3D plant simulation algorithms are designed, many key technologies during implementing them are discussed, finally a VC++ and OPENGL based simulation platform is constructed. Some simulation results from this platform verify its effectiveness.

[3] Szabo-Planka T.,Nagy NV.,Rockenbauer A. et al.Microspeciation in the copper(II)-L-histidylglycine system. An ESR study by the two-dimensional computer simulationmethod[J].InorganicChemistry,2002,41(13):3483-3490.DOI:10.1093/intimm/dxh034.

Twelve ESR-active (and one inactive) copper(II) complexes of L-histidylglycine (HL) were characterized via their formation (micro)constants and ESR parameters obtained by two-dimensional ESR spectroscopic evaluation in aqueous solution. In strongly acidic media, the ligand is coordinated through Its N-terminal donor groups: the complex [CuLH2](3+) involves monodentate imidazole binding, whereas [CuLH](2+) involves bidentate ligation through the amino and imidazole N atoms. This histamine-like bonding mode also predominates in the isomers of [CuL2], formed at ligand excess near pH 7: in the major 4N isomer, both ligands occupy two equatorial sites, while in the 3N isomer, the second dipeptide is coordinated equatorially by the amino and axially by the imidazole groups. At above pH 3-4, deprotonation of the peptide group also starts: in approximate to60% of the molecules of [CuL](+), the peptide group is deprotonated, while in the minor isomer histamine-like coordination occurs. At higher pH, the active dimer [Cu2L2H-2], the mixed hydroxo complexes (the inactive [Cu2L2H-(3)](-) and the active [CuLH-2](-)), and the bis complexes [CuL2H](-) and [CuL2H-1](-) all involve tridentate equatorial ligation of the backbone by the amino and deprotonated peptide N and the carboxylate O atoms. In the active dimer, the neutral imidazole groups form bridges between CuLH-1 units, In [CuL2H](+), the second ligand is bound equatorially via its imidazole group; In [CuL2H-1](-), the L ligand occupies the fourth equatorial site and an axial site through its amino and imiclazole N atoms, respectively. [References: 15]

[4] Peng Chen,Xiang Li.Imitation of Plants Inflorescence Based On Fusion of L System and IFS[C].//2009 Second International Conference on Information and Computing Science (ICIC 2009). [v.1].:173-176.

Plants simulation is one of the research domains which are full of challenges. Since the L-System and IFS both have limitations in the field of plant inflorescence simulation, the images of plant organs generated by using L-System or IFS are lack of enough real changes. The paper proposed a method that integrated iterated function system with L-System using Visual Basic6.0 as development environment for programming tools, and produced plant inflorescence finally which was more realistic.作者： Peng ChenXiang Li

[5] Jinshu Han.Plant Simulation Based on Fusion of L-System and IFS[C].//Computational Science-ICCS 2007 pt.2.2007:1091-1098.

In this paper, we present a novel plant simulation method based on fusion of L-system and iteration function system (IFS). In this method, the production rulers and parallel rewriting principle of L-system are used to simulate and control the development and topological structure of a plant, and IFS fractal graphics with controllable parameters and plenty subtle texture are employed to simulate the plant components, so that the merits of both techniques can be combined. Moreover, an improved L-system algorithm based on separating steps is used for the convenient implementation of the proposed fusing method. The simulation results show that the presented method can simulate various plants much more freely, realistically and naturally.

6、使用CNKI知识搜索平台学术文献搜索：

检索策略：在检索框输入：

1、条件信息在基于扩展L系统植物模拟中的应用

林琢;安丽红;崔丽;陈爽;周艳红;李百库;

河北科技师范学院计算机系;河北秦皇岛新世纪高级中学;

福建电脑 , Fujian Computer, 编辑部邮箱 2008年 09期

在分析L系统模拟植物基本理论的基础上,设计了三维松树模型和模拟枝干弯曲的参数L系统代码。为了使所建立模型更为逼真,在代码中灵活运用了条件信息,使得用更为简洁的算法得到更真实的三维植物结构形态。

2、分形植物形态的模拟算法研究

刘茗; 李存华长春理工大学学报(自然科学版) 2008年 02期

随着分形学研究的深入,植物形态的模拟已成为一个研究热点。在借鉴前人研究的L系统,IFS经典算法的基础上,将二者结合互补并改进了L系统算法,产生了一种新的算法,能够生成更真实的植物形态;在总结分形演化DLA算法的基础上,在演化区域内加入一些干预信息,能够得到具有装饰性的艺术效果。

3、植物模拟技术的研究

陈天滋; 李峰; 计算机应用研究 ,2000年 01期

提出了的一个参数化的三维植物形态模拟的模型及其实现方法，采用这个模型可以大大减少植物形态描述的信息量并提高其逼真性．

4、模拟人工湿地水质培养的香蒲品质研究

目的通过对模拟人工湿地用于污水处理的香蒲品质与环境因素相关性的研究,探索寻找蒲黄(香蒲花粉)受环境二次污染的影响程度和规律,为开发利用湿地中的药用植物资源奠定理论基础。方法品种研究是采用生药学、植物生理学的常用方法对模拟人工湿地环境中的水烛香蒲和蒙古香蒲品种变化进行实验和分析;质量变化研究是采用薄层扫描和高效液相色谱法对实验组和对照组蒲黄的主要有效成分黄酮类化合物含量和用ICP-AES法对蒲黄中金属元素含量进行分析。成果和结论实验结果表明,模拟人工湿地水质培养蒲黄的品种没有发生变异,污水对蒲黄在生药学和植物生理学方面影响较小,这使对这部分药用资源的开发药用成为可能。实验分析发现,在水质满足三级排放标准情况下,实验中的香蒲可以作为药用资源进行开发;金属元素超过排放标准时,部分污灌组蒲黄中相应元素含量也超过“绿色中药”的标准,而不能药用。所以要对人工湿地环境污染程度进行监测,以保证中药材的质量和用药安全。本项研究为人工湿地中广泛分布和生长的药用植物的药用开发提供了前期实验依据,为寻找药用资源提出了新思路和新途径。

5、基于随机L系统的三维分形树算法和实现

郑达;胡德婷;何兴恒; 计算机应用 2007年 S2期

基于随机L系统理论,采用三种基本节点符和相应的几种产生式规则,通过记录当前代数和每个节点的生成代数,用它们的比值来控制树干粗细和相应节点符对应的产生式规则的选择,达到逼真地模拟自然界植物生长过程的随机性和规律性。用户通过调整这一比值,可以得到表现不同特征的目标树。该算法生成的三维分形树结构性强,能很好地被解释和编辑。

三、资料的阅读及资料的汇总

1、L -System的数学模型[1]

1968年,美国的生物学家Aristid Lindermayer(1925 ~1989)提出了Lindenmayer系统,简称L - System。Lindenmayer系统是描述植物生长的数学模型,其基本思想可解释为理想化的树木长过程:从一条树枝(种子)开始,发出新的芽枝,继而发过芽枝的枝干又都再发新芽枝最后长出叶子。这一生长规律体现为斐波那契数列: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55,…。

记该序列的第n+1项为an,则有递

推关系式[5]:

a0=1

a1=1

an=an-2+an-1

根据L-System的基本思想,首先以建立一棵二维树的数学模型为例:从树干开始,然后沿着树干逐渐扩展到连接的树枝,再以递归的方式进行同样的过程,该过程持续到最终分枝。为简明起见,在这一模型中,每一树枝都化为一条直线,每次循环,树枝都将被缩放,旋转和平移到其枝的新位臵上 (如图2)。

以L-System作为数学理论框架,研究植

物的进化和造型[1], Sm ith、Anono和

Kunii率先将L-System引入到计算机图

形学中,显示出L-System在计算机模拟

植物方面的潜力,为计算模拟植物的真

实感图形提供了强有力的工具。

2、植物的生长可以看作是一个重写的过程

植物生长的本质可以利用一个重写[1]的系统来描述,

即用后代模块构造反复地替换前代的模块。假设所有

模块都属于一个有限的模块类型集,一个任意大的模

块结构的行为能够用一个有限的重写规则或产生式的

集合来指定。一个产生式指定怎样用一个或多个后代

模块构造替换一个前代模块。该过程的一个简单的例

子如图1所示。事件映射f将产生式的前面部分转换

成双亲模块,也应用于产生式的后面部分决定孩子模

块。

3、L -System的树木生成

“字符串替换”是L-System的核心思想。它通过产生一系列字符串来描述分形树木图形特征[6]。我们以一种灌木的L-System为例:

该类灌木的L-System的原表达式为:L =〈G,W, P〉其中G是字符集,这里G = {F, +, -, [, ]};W是起始符号元,用以确定字符串的初始状态,且W∈G,是G上所有非空的单词集。此处W =“F”; P为该类植物的生成规则(即替换法则)集[3],是所谓产生式的有限集合[2],产生式写作a→x,字母a和单词x分别称作产生式的前驱和后继。规定吩任何字母a∈V,至少存在一个非空单词x,使得a→x。若对给定的前驱a∈V无明确解释的产生式,则规定a→a这个特殊的产生式属于P。对每个a∈V,当且仅当恰有一个非空单词x,使a→x。依据原理,按照一定的重写规则,并加以参数控制,即可模拟植物的各种形态及其生长过程。

此处,P = {F→FF+[+F-F-F] -[-F+F+F], +→+,--→-, [→[, ]→]}以深度2转换成深度3为例,根据替换法则P,在深度2中

F用”FF+[+F-F-F] -[-F+F+F]”代替,FF则变成”FF+[+F-F-F] -[-F+F+F]FF+[+F-F-F] -[-F+F+F]”,依此类推,便可得到深度为3的L-System算法产生的字符串(如图4)。这样生成的树效果并不理想,因为它的树枝和树叶没有区别(只有树枝没有树叶),生成的树也千篇一律。一般的解决方法是:为每次迭代生成字符

赋上不同的参数,但这样要耗费大量的时、空间。为此,我们对以

上的算法做了一些改进:首先,在字符串“FF+[+F-F-F]

-[-F+F+F]0”中,将前两个“F”看成树干,用“G”表示,字符串

就成了“GG+[+F-F-F]-[-F+F+F]”,“F”和“G”的替换相同。在

接下来画树的过程中,把“F”画成树叶,把“G”画成树干,并且让

树干随iter(树干粗细参数)的递减而变细。在样式方面,准备了

三种替换方案[5],在字符串替换时随机选择方案,生成的树就生动

多了。

4、L-系统定义

L-System是一个三元组G=。其中V是符号的有限集合,称为字符表或字母表[2]。

ω是V*中的一个串,称为公理。P由形如αaγ→β的一组规则(又称产生式)组成,其中α和γ都是由V中符号组成的串,β是V中的符号组成的串,a是V中的一个符号。P的含义是:在前有α,后有γ的上下文环境中,a可重写成为β。L-System的核心思想是字符串替换,即字符串按一定规律排布而形成的字符集合[2]。它可以包含短语、字母、数字或标点符号。字符串替换可以定义为根据一组改写规则或产生式依次替换一个简单初始物的每一部分,即给出初始物(一条字符串)然后根据产生式规定的替换规则去替换初始符串中的每一个字符。这种替换的次数是无穷的,可得到无限推导序列[11]。替换中每一次反复称之为字符串的深度,例如深度为3就表明字符串替换进行了3次。表1给出了从简单字符串替换成复杂字符串的例子。

初始符ω:a;产生式P1a→ab;P2b→a。

表1 从简单字符串生成复杂字符串举例

迭代次数生成物解释

0 a 深度为0,替换结果为初始符

1 ab 根据产生式,将初始符中的a用

ab替换,b用a替换。以下反复依

次类推。

2 aba

3 abaab

N……

5、植物花序的形态描述

大多数植物的花按一定的规律排列在花序轴上形成花序,而且许多草本植物的整个枝条结构本身就是一个花序,因此花序是植物的一个重要组成部分[3]。而模拟植物花序,并且要忠实于植物学原理上的花序形态,必须首先了解植物花序的拓扑结构。受植物学上分枝概念的启发,大多数植物都是由枝干组成其大致的形态。在L系统中引入了图论意义上的轴向树,它有根、主干、旁枝,带有标号、遵循一定的顺序。一棵轴向树从根出发到每个终止节点均形成路径,在该路径中至少有一条后继边的节点称为内节点,终止边称为顶端,主干、旁枝依序分成0级,1级,2级等。具体如图1所示。

字符串表示图1中的轴向树是植物花序中的重要部分。在生成植物花序的过程中,首先要利用轴向树建立起植物花序的大致形态,然后

再去生成其他器官,如:花朵,树叶等。图2给出了轴向树W的字符串表示。

W=AB [CD ] [ E [ F ] G [H [ I ]J ] KL ]。

子串ABEGKL是W的主轴,x1 =AB、x2 =E、x3 =G和x4=H是枝节、x5 =KL是顶。子串α1 =CD,α2 =H[I]L,α3 =F表示侧枝。轴向树只是初步的模拟了植物花序的大致形态,缺少了对其他植物器官的描述。所以,接下来要对轴向树加上植物器官,例如:叶子,花朵。基于植物上植物的分枝节点可以有再发出新枝的能力,而终止节点已经丧失了生长能力的情况下,本论文将叶子的位臵定义在轴向树任意分枝节点,但是不能出现在终止节点,将花朵的位臵定义在轴向树任意终止节点,但是不能出现在分枝节点。这样对花朵和叶子位臵的处理更加忠实于植物学的原理,模拟出的植物花序更贴近于自然中植物花序的形态[10]。

[1] G Rozenberg and A Salomaa. Visual models of plant development[J]. Handbook of formal languages Springer -Verlag, 1996.

[2] 高旭,姜楠.分形L系统理论与植物图像的计算机模拟[J].扬州:扬州大学学报, 2000 -3.

[3] 陈天滋,李峰.植物模拟技术的研究[J].计算机应用研究,2000 -10.

[4] 王方石. L-系统在植物模拟中的作用[J].北方交通大学学报, 1998 -6, 22(3).

[5] 陈昭炯.基于L-系统的植物结构形态模拟方法[J].计算机辅助设计与图形学学报, 2000-10.

[6] 曾文曲.分形理论与分形的计算机模拟[M].北京:科学出版社, 2002 -3.

[7] 蔡振江,刘军,赵艳.L系统在计算机作物模拟及可视化中的应用[J].河北农业大学学报,2003,(10)

[8] 张文辉.L系统在植物生长模型中的应用[J].桂林电子科技大学学报,2007,(8)

[9] 李向,王媛妮,朱莉.基于L-System的植物生长仿真研究与实现[J].计算机仿真,2007,(8)

[10] 王方石.L-系统在植物模拟中的作用[J].北方交通大学学报,1998,22(3)

[11] 陈昭炯.基于L-系统的植物结构形态模拟方法[J].计算机辅助设计与图形学学报,2000,(10)

[12] 张训报,汪文.L-系统在植物仿真中的应用研究

[13]. 计算机与数字工程,2008,28(7)

四、课程总结

在不知不觉中，已经上了一个学期的“文献检索”的课程了，通过这一个学期的学习，我学到了很多对今后生活很有用处的知识。我前后一共学到了CNKI、读秀、万方、超星数字图书馆等数据库的应用，学会使用这些数据库对我在查找文献方面提供了很大的便利。不再是简单的谷歌，百度！

在学习之前，我在“百度”等搜索引擎上搜索过一些东西，认为搜索文献很简单，但是经过了一个学期的学习后，我知道我先前的想法是错误的。利用数据库检索文献是要了解很多事情的。例如：要知道各个数据库都有自己的那些特点，要抓准关键词，等等。最重要的就是要抓准关键词，因为输入不同的关键词检索出来的文献会相差很大，关键词选正确会大大提高检索的速度和质量，因此要快速而准确地找到自己想要的文献就一定要选好关键词，所以选好关键词是使用数据库首先应该学会的。

我通过学习和上网了解到，万方学位论文全文数据库，此数据库的论文质量都比较高，检索结果也十分详细，包括：论文题目、作者、专业、导师、单位、分类号、关键词、文摘等等；超星电子图书是非常有用的，很多很经典的图书，都可在超星图书馆上找到； Springer 出版公司是世界著名的德国出版公司，其网上出版系统Springer Link,该数据库收录期刊、丛书、图书、参考工具书等文献类型。内容涉及数学、物理和天文学、化学、医学、生命科学、工程技术、计算机科学、环境科学、地理、及经济、法律等学科，其中许多为核心期刊。

总之，经过这一个学期的学习，我对文献检索这个课程有了更加深刻的了解，也对如何选好关键词这个重点、难点有了一定的掌握。在这个信息爆炸的时代，我们必须尽可能多地掌握更多的信息，尽可能地充实自己，完善自己，所以掌握数据库的应用在我们今后的生活中会很有好处的。