植物可视化建模技术一直以来都是计算机图形学研究中的重点内容,也是3DGIS、虚拟现实等领域研究的热点之一,其核心内容是3D真实感计算机图形学的应用。由于林业信息化的要求,植物可视化建模技术对于林业装备工程专业有非常重要的意义。其中纹理映射技术是计算机图形学中用于构建真实图形环境的最常用的方法。把植被、树木和花卉等有机生命体的影像映射在表达物的几何模型表面,从而构成直观形象的实物对象。植物无疑是自然场景的重要构成因素,但植物复杂的结构使其无论在造型、存储还是绘制上都存在相当大的困难,所以有必要对于植物模型构建开展深入细致的研究。本文选择梅花作为研究对象,研究基于SpeedTree的梅花可视化模型构建。梅花是中华民族的精神象征,对人的精神具有强大而普遍的感染力和推动力。自古以来,梅花就象征坚忍不拔、不屈不挠、奋勇当先、自强不息的精神品质。但是近20年间,已经国际登录的75株古梅中,相继地上部分全枯毙或被移植致死共8株,尤其是一些古品或孤品梅花品种,有的存世量仅为一棵,亟待通过虚拟计算机构建模型进行非破坏性测量研究加以保护。SpeedTree在三维可视化植物模拟方面有着广泛的应用,其所构建的植物模型库在世界范围内颇具影响力,让人震撼。但是目前SpeedTree的植物模型库中没有包含任何品种的梅花模型,这对于中国传统花卉梅花的世界推广是不利的。如果能够在SpeedTree植物模型库中添加梅花树模型,对于梅花的世界性推广和应用具有重要意义,能够使更多的人了解中国特有花卉,更加深入的了解中国文化。目前还没有相关的梅花植物可视化模型,也没有梅花可视化建模技术研究的开展,这给通过计算机模拟梅花的研究造成了极大的困难。本文针对梅花真实感模型构建问题进行研究,研究内容包括以下方面：(1)以鹫峰国家森林公园梅园中的梅花为研究对象,从模型制作和梅花自身数据需求的角度出发,提出了一种分布式的梅花采集方案。针对试验基地的具体情况,分两次两个时间段对于梅花的品种进行了实地的数据采集,获得了第一手的真实的梅花构建所需要的数据。对于模型和数据的结合以及数据对于模型的补充有非常重要的作用。(2)研究植物学的相关基本理论和计算机图形学构建模型知识,基于SpeedTree快速的构建梅花模型。研究了常用的一些植物拓扑结构模型及与植物学相关的植物模型构建的理论基础。深入研究目前L-系统和粒子系统等主要的植物建模方法并分析了各种方法的优缺点,提出了一种基于SpeedTree的虚拟植物可视化模型构建方法。该方法对组成梅花各部分(如主干、枝条、树叶等)进行建模,考虑在结构不同的部位采用不同的建模方法,并结合布告板和纹理贴图集技术优化模型,保证了模型的优化,加入了许多预先设置的效果。第一次在世界范围完成了10个品种的梅花真实感模型的构建,并得到了SpeedTree公司的认可。(3)综合运用上述关键技术,完成了梅林场景系统。研究了大型场景优化技术、复杂地形表现技术及高效渲染技术。首次实现了在计算机中对多达10个品种的20000株梅花所构成的梅林系统进行模拟,呈现了多种梅花模型在同一场景中所产生的视觉效果。实验结果表明,与传统的植物模型构建方法相比,本研究所提出的基于SpeedTree梅花可视化模型具有数据运算量小,真实感效果强的特点,是对植物场景构建与应用的一种有益尝试。