一种植物与雨滴实时交互过程的计算机模拟方法

摘要

一种植物与雨滴实时交互过程的计算机模拟方法，包括以下步骤：(1)交互式产生植物的拓扑结构和几何参数；(2)根据用户输入的参数，使用参数化L系统描述植物的拓扑结构；(3)将所生成叶片的器官进行编号，并加入碰撞信息参数；(4)根据用户输入的雨滴数量建立雨场；(5)结合碰撞后雨滴的模拟和叶片的形态变化建立冠层空间内雨分布模型；(6)虚拟植物在雨场作用下，根据雨滴与植物叶片发生碰撞后的飞溅情况和飞溅后水滴的运动轨迹，对雨滴进行模拟；通过改变叶片自身的参数来反映叶片受到碰撞后的形态变化。本发明提供一种实现三维模拟、实时性良好的植物与雨滴实时交互过程的计算机模拟方法。

主权项

一种植物与雨滴实时交互过程的计算机模拟方法，其特征在于：所述模拟方法包括以下步骤：(1)交互式产生植物的拓扑结构和几何参数：用户输入或改变参数化L系统中的公理、产生式、叶序、枝茎夹角和枝茎弯曲度，生成植物的拓扑结构；用户输入或改变植物的器官的种类，所述种类包括叶片的种类和枝茎的种类；(2)根据用户输入的参数，使用参数化L系统描述植物的拓扑结构，并使用计算机图形学技术生成几何形态库，以保存植物器官的几何形态；(3)将所生成叶片的器官进行编号，并加入碰撞信息参数，所述碰撞信息参数包括碰撞参数、碰撞时间和叶片轮廓参数；记录当前叶片的方向矩阵、位置、编号以及碰撞信息参数，当叶片未与水滴发生碰撞时，碰撞参数设为false，叶片并未发生振动和形态变化；当叶片与水滴发生碰撞，碰撞参数设为true，碰撞时间增加，叶片发生振动、叶片本身形态发生改变；(4)根据用户输入的雨滴数量建立雨场，雨滴的数量为计算机屏幕中能见的雨滴数量之和；(5)结合碰撞后雨滴的模拟和叶片的形态变化建立冠层空间内雨分布模型；(6)虚拟植物在雨场作用下，根据雨滴与植物叶片发生碰撞后的飞溅情况和飞溅后水滴的运动轨迹，对雨滴进行模拟；通过改变叶片自身的参数来反映叶片受到碰撞后的形态变化。