植物是组成自然景观的重要部分,由于其形态结构复杂,种类繁多,对其进行计算机建模已成为图形学研究的重要领域。植物的生态生理模型可以应用在农林业的研究中,形态模型可以应用在游戏电影等娱乐业。本文在深入研究现有植物建模方法的基础上,提出了基于标准模板树的植物形态建模方法,设计并实现了基于单幅图像的交互式植物建模系统。　　 本文的主要工作有以下几点:　　 1)提出了一种基于模板树建模的方法,将植物形态学中叶序周规律扩展到枝干的建模中,通过交互式修改参数生成想要的植物模型。在建模过程中可以将植物的整体进行分解,并分别对其进行局部建模。基于模板树建模可实现快速植物建模。　　 2)实现了基于单幅图像的交互式植物建模系统。现有的交互式方法一般都是图形化界面设计规则和参数,需要用户了解系统内部算法,不适合普通用户。本文提出了一种基于手绘的建模方法,根据原始植物图像通过鼠标获取枝干几何特征,并将此二维枝干特征根据映射算法转换到三维模板树中,改变三维模板树的形态结构。交互式建模系统使得用户能够灵活并且便捷地进行植物建模。　　 3)真实感处理方面,在现有的光照和阴影模型基础上,本文在枝干的表面细节处理方面,结合置换贴图和镶嵌着色器,将表面细分和顶点的平移工作交由GPU处理,根据视点距离应用雾方程控制面片的细分数量,并根据视点位置改变临界表面面片细分数量以始终保持视线遮挡。提高了渲染的速度和模型的真实感。