植物是自然界的一个重要组成部分,与我们的生活息息相关。随着分形学的研究和发展,虚拟植物生长己成为人们研究的热点问题。其研究在农林业研究、绿化景观设计、教育、娱乐、商业等领域中占有重要的地位,有着广阔的应用前景。自从美国生物学家Lindenmayer 于1968 年提出L 系统后,L 系统不断完善,为植物的构型提供了新的途径。1984 年(A.R.Smith)等人将L 系统引入计算机图形学,在计算机上模拟生成各种形态的植物,显示了计算机模拟植物方面的能力,为在计算机上实现虚拟植物的生长提供了理论依据。本文主要对确定L 系统、随机L 系统、参数L 系统、微分L 系统、语义相关L 系统等作了深入研究,在此基础上,利用L 系统理论,采用标准图形软件接口OpenGL 和支持可视化编程的集成开发环境VC++6.0,实现了虚拟植物生长系统。另一方面,为了使生成的植物看起来更生动直观,对植物的器官采用了一种基于器官的图像的建模方法,同时运用光照、纹理映射等技术,实现了植物生长过程的计算机模拟,生成的植物具有三维立体效果,形态逼真,符合自然生长规律。论文在结构上首先简要的说明了当前植物生长模拟的一些研究成果和进展,进而阐述了虚拟植物生长的模拟这个课题的研究意义。论文的主体部分对用到的L 系统的理论进行了研究以及对OpenGL 图形库技术和基于器官的图像的建模方法进行了简单的介绍;然后着重对虚拟植物系统的功能模块进行了设计;最后对系统的实现举例。同时,本文的研究有助于揭示自然界的一个道理:看似复杂的自然现象背后其实蕴藏着简单的规律。