3 3110100122邵建智植物形态生长模拟实验.docx
- 文档编号:13743598
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:216.86KB
3 3110100122邵建智植物形态生长模拟实验.docx
《3 3110100122邵建智植物形态生长模拟实验.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《3 3110100122邵建智植物形态生长模拟实验.docx(15页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
33110100122邵建智植物形态生长模拟实验
邵建智3110100122
一、目的
1.了解基于L系统原理的植物生长模拟软件
2.用软件模拟植物形态的生长
一、设备和工具
1.计算机
2.植物形态生长模拟软件
二、原理和方法
L-系统(L-system)是美国生物学家AristideLindenmayer于1968年提出的,史密斯于1984年、普鲁辛凯维奇于1986年将它用于计算机图形学。
它的功能是用形式语言的方式来描述植物形态发生和生长过程。
L-系统的本质是一个重写系统,它通过一条公理和几条产生式,进行有限次迭代,并对产生的字符串进行几何解释,就能生成非常复杂的图形。
因此L-系统非常适合描述植物的形态结构。
L-系统表明了一个深刻的道理,在复杂自然现象的背后,存在着简单的规律。
1.L-系统基本定义
1)字符表(Alphabet):
由a,b,c等字母或其他一些字符构成的一个形式符号有限集合V。
2)公理(Axiom):
也成起始因子(initiator),是由字符表V中的字符构成的字符串[也称字(words)]w。
例如:
已知V=|a,b,c|,则V*表示V上所有字符串(字)的例子。
3)V表示字符表,则V*表示V上所有字符串(字)的集合。
4)字长(length):
是字w包含字符的个数,用w表示。
5)产生式(Productions):
或称改写规则(rewritingrule),是指从字符a,到字w的变换。
表示为:
p->w
6)w可以是空字(emptyword),a还可以是w本身
7)如果对字符a,没有明确地给出它的产生式,则隐含规定,其变换为本身。
在这种情况下,称a为L系统常数。
四、实验步骤
Q1:
L-system部分输入:
#defineSTEPS1
Lsystem:
1
derivationlength:
STEPS
Axiom:
-(90)F
F-->F+F--F+F
Endlsystem
在L-systemView界面输入:
anglefactor:
6
initialcolor:
2
点击Cpfg->Go观察结果:
将步长改为2时:
将步长改为3时:
将步长改为4时:
Q2:
L-system部分输入:
#defineSTEPS1
Lsystem:
1
derivationlength:
STEPS
Axiom:
F-F-F-F
F-->F-F+F+FF-F-F+F
Endlsystem
角度为90度,则将angleafctor改为4
在L-systemView界面输入:
anglefactor:
4
initialcolor:
3
点击Cpfg->Go观察结果:
Q3:
L-system部分输入:
#defineSTEPS1
Lsystem:
1
derivationlength:
STEPS
Axiom:
F
F-->F+f-FF+F+FF+Ff+FF-f+FF-F-FF-Ff-FFF
f-->ffffff
endlsystem
观察结果:
在View界面下增加:
initiallinewidth:
2pixels,结果如下:
Q4:
在L-system部分修改为:
Axiom:
F-F-F-F
结果为:
Q5:
L-system部分输入:
#defineSTEPS3
Lsystem:
1
derivationlength:
STEPS
Axiom:
F-F-F-F
F-->FF-F+F-F-FF
Endlsystem
Q6:
将anglefactor改为12
第一个:
L-system部分输入:
#defineSTEPS2
Lsystem:
1
derivationlength:
STEPS
Axiom:
F
F-->F[-F]F[+F][F]
Endlsystem
第二个:
#defineSTEPS2
Lsystem:
1
derivationlength:
STEPS
Axiom:
F
F-->F[-F]F[+F]F
Endlsystem
当加上“[]”时,则从分支点开始画,没有加“[]”时,从尖端开始画
Q7:
#defineSTEPS2
Lsystem:
1
derivationlength:
STEPS
Axiom:
F
F-->FF-[-F+F+F]+[+F-F-F]
Endlsystem
改变线宽:
initiallinewidth:
8pixels
改变颜色:
initialcolor:
4
结果为:
Q8:
L-system部分为:
#defineSTEPS24
#defined10
#definem2
#definen3
#defineu1
#definev1
#definep3
#definer11.0
#definer20.6
#definer31.0
#definer41.5
#definer50.5
Lsystem:
0
derivationlength:
STEPS
ignore:
+-/,
axiom:
D(0)F(3,0)A(0)
S(i)C(0)
S(i)C(0)
A(i):
i
A(i):
i==m-1-->[+F(3,1)B(0)]F(3,0)/(180)A(0)
B(i):
i
B(i):
i==n-1-->[+L]F(3,1)/(180)B(0)
D(i):
i
D(i):
i==d-->S(0)
S(i):
iS(i+1)
S(i):
i==u+v-->*
S(i) (o==0)&&(i==u-1)-->,#F(l,o)! ;S(0) S(i) (o==1)&&(i==v-1)-->,#F(l,o)! ;S(0) C(t): t<=p-->C(t+1) homomorphism maximumdepth: 1 L-->,,,,,,{-f(r5)+f(r5)+f(r5)-|-f(r5)+f(r5)+f(r5)} C(age): age==0-->,,,@o(r1);;; C(age): age<=p-->[,,[{-f+f|-f+f}]++[{-f+f|-f+f}]++ [{-f+f|-f+f}]++[{-f+f|-f+f}]++ [{-f+f|-f+f}]++[{-f+f|-f+f}],,@o(r2)] C(age): age>p-->,,,,,{.[-f(r4).][+f(r4).]} endlsystem L-systemView界面为: anglefactor: 10 initialcolor: 127 colorincrement: 1 initiallinewidth: 2.0pixels linewidthincrement: 2.0 viewpoint: 0,0,30 viewreferencepoint: 0,0,0 twist: 0 projection: parallel frontdistance: -10000000.0 backdistance: 10000000.0 scalefactor: 0.8 zbuffer: off cuerange: 0 shademode: 3 lightdirection: 1.0,0.0,0.0 diffusereflection: 10 tropismdirection: 0.0,1.0,0.0 initialelasticity: 0.00 elasticityincrement: 0.00 结果为: 1) 第1代的字符表达式: D (1)F(3,0)A (1) 第2代的字符表达式: D (2)F(3,0)[+F(3,1)B(0)]F(3,0)/(180)A(0) 第3代的字符表达式: D(3)F(3,0)[+F(3,1)B (1)]F(3,0)/(180)A (1) 2) 第一代: 第二代: 第三代: 3) A: 控制主干生长 B: 控制侧枝生长 S: 控制信号传递至形成花苞,即将要开花的地方 F: 画出树枝 C: 控制花苞,花,果实三个形态 五、注意事项 边学习,边上机实验,并即时总结,分析
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 3110100122邵建智植物形态生长模拟实验 3110100122 邵建智 植物 形态 生长 模拟 实验
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)