基于参数化L系统的植物结构模型可视化模拟

植物学家归纳出的植物结构模型,规定了植物形态发生的方式以及植物生长的最终结构.根据结构模型进行植物建模可以精确描述植物的结构特点,可视化模拟其生长过程.探讨了利用参数化L系统生成这些结构模型的方法以及基于这些模型的植物形态可视化模拟,给出了模拟这些结构模型所需的L系统的迭代公理和若干产生式参数.在模拟具体植物时,该方法可以方便、快速地生成植物的空间结构.     

虚拟植物形态生成关键算法研究

基于L系统理论,通过子结构算法和枝条模拟算法来仿真植物的形态生成.虽然分形L系统理论建立的数学模型能够很好的描述植物的生长状况,然而一般的L系统算法,效率低速度慢.针对这些缺点,笔者采用子结构算法对一般的L系统加以改进,该算法对于重复出现的结构只计算一次,因此不仅可以提高模拟复杂结构的计算速度,而且可以降低几何信息的存储量.另外,一般的枝条模拟算法模拟植物枝条时往往在枝条间会出现缺口问题,针对这个问题,笔者提出一种无缺口的枝条模拟算法.     

基于二叉树的上下文相关L-系统实现

从底层数据结构的角度讨论了上下文相关L-系统实现中的几个关键问题.结合L-系统的语法,解释了以二叉树为底层数据结构的新系统设计机理,提出了生长方式树和生长状态树的概念,给出了新的数据结构形式下生长状态演化算法的实现.与采用线性数组实现的L-系统相比,新系统很好地模拟了L-系统本身的树形逻辑结构,简化了L-系统中上下文搜索的过程,在生长模拟环节有更高的时空效率,且具备更好的可扩展性.以虚拟植物生长为背景,介绍了如何基于新数据结构进行虚拟植物绘制和绘制优化,并通过实例验证了新算法的有效性.     

基于模糊推理L-系统的植物生长模拟研究

L-系统应用于模拟植物生长时,难以从植物学知识归纳、抽象出有关植物生长的语言式描述鲻规则,提出了基于语言描述的模糊推理方法来建立产生式规则的构造方法.介绍了从对植物生长的语言描述出发构造相应的模糊集合,进行模糊推理构造出L-系统产生式的方法.给出了主要的产生式规则和编程实现的模拟结果,仿真结果符合现实植物营养生长的“慢-快-慢”的基本生长规律,表明基于模糊推理的L-系统方法模拟植物的生长过程是可行的,避免复杂的植物生长机理建模.     

环境敏感型虚拟植物的设计与实现

环境敏感型植物模拟是当今虚拟现实技术发展的一个重要分支,吸引了众多科学家参与其中,并提出了多种模拟方法和模型,其中L系统是应用最为广泛的方法之一.针对L系统生成效率低的问题,通过改变底层的存储方式,为其设计了二又树式的存储结构,简化了上下文搜索过程,提高了生成效率;并通过引入环境因子,模拟了自然界中环境对植物生长过程和外形的影响.     

植物三维结构参数化建模系统的设计与实现

基于植物生长规律及其拓扑结构特点，将参数化绘图技术应用于植物三维结构仿真，以提高植物拓扑结构生成的速度．在Windows平台上，使用OpenGL图形接口，结合植物三维形态建模实际需要，采用面向对象编程技术，设计并实现了一个集植物形态模拟及可视化、场景动态渲染、植物生长动画等功能的植物三维结构可视化模拟系统．重点介绍了参数化建模原理、L系统算法的改进、各种植物构造模型的模拟、系统的模块设计及用户界面的实现，最后给出了系统应用的具体例子．     

基于 L 系统的树木生成与可视化研究简

L系统以其简洁性和高度结构化的特点,在植物的仿真模拟方面应用十分广泛.在简要介绍L系统的基本原理、定义和其基本符号的解释基础上,以实例的形式展示了多规则确定L系统、随机L系统树木的模拟和实现技术,并对之进行比较、分析.研究发现巧妙地利用随机性可以生成许多粗细变化的、颜色丰富、拓扑结构变化的植物图形.     

自然场景中三维植物的建模

三维植物建模是虚拟自然场景生成过程中的关键问题之一,而植物建模主要考虑分枝结构和叶子这两个重要因素.通过将曲线细分思想引入到上下文相关的L系统推导规则中,并改变传统的线性数组字符存储结构,提高了L系统分枝建模过程的真实感和计算效率;同时在植物叶子造型中采用轴变形方法和纹理映射技术,提高了植物叶子造型的真实感.在此基础上给出了改进的植物生长状态演化算法,并给出了实验算例.     

水稻生长可视化模拟系统的设计与实现

针对目前国内外虚拟作物的研究现状,在Windows平台上,使用OpenGL图形接口,采用面向对象编程技术,设计并实现了一个集水稻形态模拟及可视化、场景动态渲染、水稻生长动画等功能的三维结构可视化模拟系统原型.首先结合水稻的空间结构特点,基于参数化L系统,在器官尺度上模拟了单株水稻的拓扑结构.在此基础上,结合水稻的生长特性,构建了水稻生长的有限状态自动机模型,实现了对水稻动态生长过程的可视化描述.简述了系统的总体结构及基本功能,论述了系统设计与实现过程中涉及的关键技术,并给出了系统的界面以及实现的一些典型效果图.     

一种太湖流域水生植物的生成

植物形态的仿真一直是计算机图形学的热点.对植物的整体结构的建模一般采用L-系统,将植物抽象成模块的组合,将植物的生长过程表现为子模块代替父模块的过程.基于L-系统和均匀三次B样条曲线,对眼子菜水草的根、叶、茎和花穗分别建模,利用VC和OpenGL生成太湖流域的一种水生植物--眼子菜.实验结果表明,该方法计算简便,生成的眼子菜水草图像逼真、显示速度快,有较高的实用价值.     

分形在建筑造型设计中的应用

基于分形算法中的L-Systems算法、Shape Grammar和空间曲面方程理论,提出了一种支持创新的自动化、智能化计算机辅助建筑造型设计方法.通过计算机程序在较短的时间内衍生出多个具有一定分形特征的建筑地坪、墙体及建筑穹顸等三维实体,并保存到构件库中,利用构件库的可扩充性实现了设计知识的积累.建筑设计师依据设计需求,选择构件库中的三维实体,然后进行人工组装,设计完成复杂的建筑造型.以一个建筑造型设计为例,验证了方法的有效性.     

大型燃煤电厂噪声综合治理

目前电厂噪声达标排放的要求日趋严格,电厂噪声的治理已显得尤为重要。针对大型燃煤电厂的噪声问题,通过研究噪声防治的基本途径,分析燃煤电厂噪声源的特点,分区提出噪声综合防治措施,为大型燃煤电厂噪声治理提供参考。     

质感与植物景观设计

从植物的质感给人的视觉感受和心理反应出发，对植物质感的类型和性质进行了深入细致的分析，并首次提出了植物的质感具有相对性和可变性的观点，对质感在植物景观设计中的利用和设计原则进行了初步探讨，强调指出，只有深入理解植物的特殊语言，并巧妙运用，才能创造出符合人的心理、生理需求的植物景观。     

色彩植物的园林应用及发展前景

色彩植物作为园林植物重要的组成部分,能补充常绿植物的不足,丰富城市色彩。文章阐述了彩叶植物的分类及在我国园林中的应用,展望了彩叶植物应用的发展趋势,并提出了在彩叶植物应用中需要注意的事项。     

净化废水中重金属的湿地植物筛选研究

本研究在水泥池土培条件下,以鸭舌草等8种常州地区常见代表性湿地植物为供试材料,研究Cu、Pb两种重金属(含量均为2.0mg/L)对植物生物量的影响及其对Cu、Pb的吸收量和积累量。结果表明,重金属废水处理对供试植物地上部、地下部生物量,Cu、Pb含量、积累量以及整株实际吸收量的影响因植物不同而存在较大的差异,且8种供试植物对Cu和Pb的实际吸收量呈极显著正相关,相关系数为0.876,说明对重金属废水中Cu吸收能力强的供试植物对Pb的吸收也强。研究结果表明,重金属污染废水处理中修复植物的选择应以生物量较大,且在污染环境下生物量下降幅度较小的植物为宜,鸭舌草或碎米莎草、田皂角和辣蓼对重金属废水中Cu、Pb的净化能力高于其他供试植物。     

降解聚氨酯用微生物的驯化与筛选

以日本福井大学生物化学应用工学部保存的250个细菌菌株和70个真菌菌株作为菌源,分别提供与聚氨酯（PU）组成有关的3种有机物为碳源,经多代驯化后筛选出了对聚醚型聚氨酯有明显降解作用的8个菌株.文中就所用细菌和真菌对聚氨酯的降解性能进行了分析,并通过SDS-PAGE实验发现了菌体外酶存在的迹象.     

火力发电厂能源审计的理论架构

应用热力发电厂和审计学原理分析了火力发电厂能源审计的依据、性质,提出了它的定义、理论架构和方法.基于现代火力发电厂DCS和SIS等技术条件,指出了实现火力发电厂计算机能源审计的途径和方法.     

多功能浮床栽培几种贵重花卉及其对水质修复的研究

通过对10种高价值陆生植物进行水培实验,筛选出了千里香、马蹄莲、春芋和一帆风顺4种优良备选植物。并利用这4种植物进行了水质生态修复的实验研究,研制的多功能植物浮床,是一种方便在自然水体中培养植物并对水体中氮磷等污染物去除的装置,该装置具有抗风、可重复使用、培养的产品易收割等优点,为治理水体富营养化提供了一种管理方便、变废为宝的可能技术。     

区域电力市场中的寡头发电厂商博弈分析

区域电力市场中发电厂商之间的竞争是典型的寡头市场竞争,各发电厂商的经济行为具有浓厚的对策色彩。以寡头市场为基础,分别以发电量和上网报价作为发电厂商的决策变量,构建出相应的古诺和伯特兰德模型,对发电厂商之间的博弈行为进行了分析,讨论两种模型下发电厂商采取合作或不合作的策略对自身的影响以及市场的经济效率。根据相关模型讨论的结果,发电厂既有进行合作、限产提价、垄断市场的动机,也会担心别的发电厂破坏协议、获取更高的利润,从而陷入两难境地。同时也给监管部门制定政策和监督指导提供理论依据。     

基于DEA模型的贵州省市级污水处理厂运行有效性评价

采用C2R模型和BC2模型对贵州省21座市级污水处理厂的运行效率进行了综合评价。研究显示,贵州省市级污水处理厂的运行有效性不高,只有14%的污水处理厂属DEA有效,67%的污水处理厂的综合效率小于0.700;76%的污水处理厂投入与产出间不相匹配,属规模效益递减状态;污水处理厂设计规模、负荷率和工艺类型成为污水处理厂综合效率的主要影响因素。全省城市污水处理厂技术升级改造的空间很大。