植物作为自然界的一个重要组成部分，是人类生存和发展的物质基础。随着计算机图形学和虚拟现实技术的发展，利用计算机对植物进行建模和仿真成为人们研究的热点问题。植物种类繁多，形态各异，并具有较强的特征性及复杂的三维结构。开展植物建模研究在农林业生产、绿化景观设计、教育、影视制作、计算机游戏开发等领域具有广阔的应用前景。　　 从植物的生长规律出发，针对传统方法生成的模型形态结构方面真实感较差，计算复杂度高，生成虚拟模型过程中所需植物图像素材较多等不足，提出一种基于草图的交互式植物建模方法。首先，根据一幅真实的植物图像，交互地绘制植物枝条和轮廓的二维草图，对二维草图进行预处理，获取生成三维枝条所需的形态结构信息。然后，用分形的方法迭代生成植物的枝干模型。由于用分形生成的枝干严格遵循自相似性，生成的植物模型千篇一律。因此在枝干生成过程中，每次迭代都用修改函数调整枝条单元的参数。最后，用Billboard技术生成简单的叶片模型，添加到植物枝干模型上，生成虚拟植物可视化模型。　　 针对用曲面单面贴图生成叶片，不能反映叶片真实的生长状态，提出一种新的由叶片数据点云，生成叶片网格的区域增长算法。用扫描仪对植物叶片进行扫描获取叶片点云数据。计算点云中每个点的高斯权图拉普拉斯算子，根据算子模长大小，提取备选种子点集。然后根据每个备选种子点邻域内，邻居点的高斯权图拉普拉斯算子模长的大小，从备选种子点集中提取种子点，并由种子点构造出特征线和种子三角面片。根据点云的局部平坦信息，从特征线和种子三角面片中选择活动边。从候选点区域选择最佳点与活动边组成新面片。进行拓扑正确性检查，确认是否要将新面片加入网格。经过多次迭代扩张，最终构建出叶片曲面的二维流形网格。　　 在此基础上，以VS2008为开发平台，结合OpenGL图形库、BLAS和LAPACK线性代数程序库、k-d树的实现库，实现了基于草图的虚拟植物可视化建模系统，并实现了基于散乱点云的三维叶片重建。