基于改进L-系统的植物形态建模方法研究

L-系统是表达植物拓扑形态结构的重要方法之一。然而传统的L-系统表达植物枝条弯曲的方法复杂,产生式难以提炼,生成的枝条结构生硬。为了更好地模拟植物枝条弯曲的形态结构,对传统的L-系统进行改进。改进的L-系统将B-样条曲线的数学表达式转化为L-系统的规则产生式,以生长节点为中心,结合B-样条曲线表达,灵活控制枝干的弯曲性,并且采用生长节点的动态数据结构设计,最终实现植物枝条形态的逼真模拟效果。     

基于L-系统的分形植物模拟研究

鉴于动态植物模拟生动逼真的要求,致力于为植物动态模拟领域提供更加广阔的图形选择空间,文中以分形理论为基础,首先介绍了L-系统文法的基本原理,详细阐述了L-系统文法对植物的生成规则,并在VC＋＋6.0环境下用字符串替换算法对植物进行模拟,给出了具体的分形图形模拟步骤,进而对生成流程做出分析。通过连续改变字符串内部参数,模拟植物在风中摇曳的姿态,从而产生逼真的动态效果,避免出现建模方法下生成的植物呆板、不自然的现象。实验结果表明,通过连续改变生成角度以实现植物的动态模拟效果,实现了比较好的动态视觉效果,从而逼真模拟自然界中的动态植物,满足了实验要求。     

植物形态的L-系统基因建模

从遗传学的角度,人们常把{基本串,分枝模型,单位长度,单位角度}称为植物的基因结构.本文作者提出了关于植物形态的L-系统基因建模的概念,在此基础上对植物的计算机模拟大大简化了传统的植物模拟过程.本文分别对乔木、灌木、花卉、松柏等植物进行了L-系统基因建模,并在此基础上实现了它们的计算机模拟.     

植物形态的L-系统基因建模

从遗传学的角度,人们常把｛基本串,分枝模型,单位长度,单位角度｝称为植物的基因结构。本文作者提出了关于植物形态的L-系统基因建模的概念,在此基础上对植物的计算机模拟大大简化了传统的植物模拟过程。本文分别对乔木、灌木、花卉、松柏等植物进行了L-系统基因建模,并在此基础上实现了它们的计算机模拟。     

基于L-系统的植物结构形态模拟方法

在分析了Ｌ－系统在表达植物结构形态方面的机制基础上,探讨了Ｌ－系统代码的设计方法,具体的模拟实例还应用了随机分形生成技术,效果较为逼真。     

基于L-系统的植物模拟研究

该文根据L-系统原理,通过改变参数L-系统和随机L-系统的参数,得到同一类植物的不同基因组合,利用计算机模拟生成了丰富多样的植物形态。又根据L-系统符号解释的扩展,模拟了类似棕榈的植物生长平衡过程。     

基于广义L-系统的三维植物的仿真生长

L系统及其种种变形刻画的都是同步的并发系统.实际上,在自然界中存在着许多异步的并发现象.本文对传统的L系统作了推广.提出了广义L系统,采用广义L系统描述植物并结合动态数据结构,实现了三维植物的动态仿真效果,弥补了植物仿真实时性差的缺点.     

基于L-系统的三维分形图形描述语言系统

为满足三维分形图形的描述要求,在传统L-系统的基础上提出一种新的三维分形图形描述语言系统——E-L系统。该系统对L-系统的符号进行扩展,以便更好地支持三维分形图形的描述,增加随机参数,使分形图形更加真实,限定符号的类型,使其表达方式更加通用。设计一种三维分形图形的形态控制方法,克服传统分形图形最终形态无法控制的缺点。实验结果表明,E-L系统可以较好地描述具有自相似性的三维分形图形。     

基于L-系统的三维分形植物的算法及实现

分形理论适于解决不规则形态物体的建模仿真问题.分形理论和虚拟现实技术结合起来可以生成逼真、复杂的自然景物.该文将分形理论用于VRML 环境中研究植物的计算机模拟算法.首先介绍了常见的2维和3维分形植物生成算法,总结了它们的利弊.然后提出一种在VRML环境下改进的分形植物生成算法.通过描述树的属性（如树的种类、树的繁茂程度、树叶的形状等）,从而自动生成符合用户要求的三维树.最后给出了产生的3维分形树,并给出了一个应用实例.     

基于分形的树木建模算法的研究

基于分形理论的植物模拟,在虚拟场景中已经得到了广泛的应用.其中L-系统以其定义简洁和高度结构化的特点,成为树木模拟最常用的方法之一.针对目前传统的基于L-系统生成的模拟树自相似性太强以及树木主干不够突出的问题,提出了将递归算法和分形L-系统进行嵌套结合,其中用递归算法来生成树木的主干,记录主干的每个生长点,再从生长点处调用L-系统来生成树木的枝叶,最终模拟出一个典型的树木模型.实验结果表明,此算法可以生成层次分明、形态更加逼真的树木.     

地形地貌的分形构造方法

介绍了分形的概念,并给出了利用分形“自相似”的寺形地貌具体方法。     

基于分形和数学形态学的图像边缘检测方法

图像处理是视觉测量方法必需的技术,图像处理结果的好坏直接影响到了测量的质量。其中,边缘检测是重要的一步。视觉测量不仅需要较好地检测到边缘,还需要边缘尽可能是连续的。该文提出了一种基于分形理论和数学形态学的边缘检测方法。该方法利用分形理论中离散分数布朗随机场来抑制噪声得到按分形维分布的灰度图像,采用数学形态学检测连续的特征边缘。试验表明,采用该方法比经典的边缘检测算子能够更好地达到视觉测量的要求。     

一种基于数学形态学的分形维数估计方法

对于分形维数的估计是基于分形理论的纹理图像分割算法中最重要的环节。由于使用固定划分的规则网格，常用的基于盒计数的分形维数估计算法及其各种改进方法的误差较大；而传统的形态学维数估计算法虽然在准确性上有一定提高．但其时间复杂度偏高。为此提出了一种基于可变结构元的数学形态学分形维数估计方法(VSEM)。该方法将灰度图像视为一个三维空间中的曲面，使用一组不同尺度的结构元分别度量该曲面．根据度量结果与尺度之间满足的指数率来估计图像表面的分形维数。通过恰当的选择结构元和使用递推技术得到不同尺度下的膨胀结果，新方法成功地弥补了现有算法的不足。本文使用了一组合成纹理和一组自然纹理来评估几种常见的分形维数估计算法。结果显示，本文提出的新方法能够在较小的时间复杂度下，得到更为精确的估计结果。最后，将该方法应用于遥感图像的分割。与其他常用的分形分割算法相比，使用该方法估计的分形维数和图像的临域均值作为特征能够得到更好的分割结果。在对比分析和分割实验中表现出的良好性能说明本文提出的分形维数估计算法可以有效地应用于纹理图像分割。     

基于L-System的植物生长仿真研究与实现

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,文章主要论述了以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实现基于L-System的植物生长仿真研究与实现,文中重点论述了基于L-System的植物生长过程、树枝结构、字符串替换以及龟形等基本原理,并就基于L-System的植物生长仿真方法的具体设计与实现过程进行了探讨与论述,最后给出了利用L-System算法仿真植物生长的基本原理和方法,以L-System算法的核心--龟形行为,实现计算机自动绘制生成的树图.     

一种基于乘性可变尺度形态分形模型的分割新算法

在定义乘性可变尺度结构算子对数学形态维分形模型进行优化和改进的基础上,提出了一种基于提取分形特征参数的图像分割算法.首先定义并比较了加性和乘性可变尺度形态结构算子,并以此为基础进行形态学膨胀运算,提取归一化模型下的数学形态维分形维数,再用分形特征维数调制灰度值,以拉开各个灰度级间的距离,有效地增大了目标和背景的差异,最后进行自适应阈值分割.大量对比仿真实验取得了良好的分割效果,并且证明了本算法的有效性和可靠性.     

基于分形特征纹理图像分割方法

基于地毯法估计分形维数,提出了图像局部分形维数的最优估计方法。然后利用边缘信息和区域增长的方法,对自然场景的分形维数图像进行分割。仿真实验表明该方法分割效果很好,优于基于Hurst变换分割方法。     

基于L-系统的木雕图案的自动生成

对于自动木雕生产,如何快速生成合适的木雕图案一直是一个重要的课题.利用分形理论中的L-系统法,适当修改相关参数就能得到各种不同的图案.文章介绍了L-系统法,并将其应用于生成木雕图案,利用VC编程实现了一系列复杂2D分形艺术图案.结果证明该方法产生图案方便快捷,并且可以保存为矢量图,在各种雕刻软件上都可以直接读取.     

人工植物的动态结构模型研究

首先回顾了人工植物形态结构模型中两种主要方法———L-系统与分形,并对其人工生命特征进行了分析。针对两种方法存在比较抽象,不易理解和使用等问题,该文提出了基于状态空间的人工植物结构模型。理论分析和仿真结果说明,该模型综合了L-系统并行生长与分形自相似特征,具有人工生命特征;能够连续、动态反映植物结构的生成,便捷易行;适合应用于诸如虚拟农业、虚拟植物科研与教学等领域。     

一种基于分形特征的图片分类算法

图片分类可用作图像搜索引擎的预滤波,以降低图像检索时的图像匹配数量,提高检索速度。本文提出了一种基于分形特征———局部分维数变化率(LFDS)的图片分类算法,该算法不需要任何的图像先验知识,仅利用分形特征就可将自然景物的照片和人工绘制/计算机生成的图形区分出来。系统随机测试了445幅大小从192×128到2012×3094不等的图片,该算法对图形库的分类准确率为91·71%,图像库分类准确率为85·25%,实验结果证明了该算法的快速和有效性。