本文以分形理论和分形艺术为理论基础,通过木材解剖学实验手段,获取了4种针叶材和4种阔叶材横、径、弦三切面微观切片样本。采用分形计盒数法对木材宏、微观纹理和构造图像进行了定量的分形表征分析,并利用调查问卷法对木材宏、微观纹理和构造图像的心理情感表征进行了调研,建立了木材构造图像分形维数和心理情感表征之间的联系。利用分形和情感表征数据,结合现代图案形式美和构成学原理,利用Ultra-Fractal设计软件,进行木材分形美学图案创作以及分形手绘艺术图案创作,并尝试将设计图案运用到实际的环境装饰当中,设计出一组装饰织物以及两套艺术陶瓷。本论文的主要研究结果如下。(1)木材宏、微观构造图像的纹理特征以及结构秩序有着明显的分形特征。总体来说,阔叶材宏、微观构造图像分形维数要大于针叶材,这说明阔叶材构造图像的复杂程度要高于针叶材。针、阔叶材三切面的分形维数大小顺序也不相同,针叶材三切面的分形维数顺序一般是：横切面>弦切面>径切面,阔叶材则是：横切面>径切面>弦切面。(2)木材构造图像的心理情感调研数据分析结果显示：针、阔叶材宏观图像均表现出“自然”、“和谐”等情感特性,说明木材宏观纹理能给人以较好的情感认同。多数针叶材宏、微观构造图像给人“简约”、“柔软”的感觉；阔叶材则被描述为“复杂”和“粗松”等词语。针、阔叶材心理情感调研反映出两者不同的构造特点。(3)利用分形图案设计软件Ultra-Fractal,结合现代形式美学以及构成学原理,设计出一组木材分形美学图案,兼具艺术美和科学美；利用手绘方法针对木材宏、微观构造图像绘制出一组木材分形手绘图案,创新了现代手绘艺术的创作来源,图案装饰效果良好。以木材分形图案为设计素材的装饰织物和艺术陶瓷具有很好的实用价值和艺术效果,这为今后的木材分形美学图案设计应用提供了借鉴。