改进的质点-弹簧系统：提升植物形变模拟效果

本文主要探讨了一种改进的基于质点-弹簧系统的植物形变模拟算法，针对自然场景建模中的一个重要问题——植物在外力作用下的动态形变进行深入研究。作者丁维龙和徐岩，作为浙江工业大学计算机科学与技术学院的研究人员，他们基于对植物生长结构的理解，提出了这个创新方法。 首先，研究者们从植物模型入手，通过骨骼提取和模型重建技术，将植物的复杂形态简化为一组关键的骨骼节点，这些节点作为质点-弹簧系统的构建基础。质点-弹簧系统是一种常见的物理模拟模型，通过模拟每个节点间的相互作用力来反映植物各个部分的弹性行为。 在模拟过程中，算法特别关注植物的不同器官结构，如枝条和叶片，如何在受到外部力的作用下发生形变。通过分析植物的受力情况，该算法能够准确地预测和模拟这些形变，包括弯曲、伸展或扭曲等动态反应。此外，算法还考虑了植物间的碰撞处理，确保模拟结果的真实性和合理性。 以番茄植株为例，作者在Unity3D这一流行的三维游戏开发平台进行实际的形变模拟实验。实验结果表明，该改进算法在处理植物形变时展现出良好的效果，不仅能够提供精确的形变预测，还能适应不同规模的植株，具有较高的通用性和实用性。 本文的研究成果对于植物虚拟仿真有着重要意义，它不仅提高了模拟的逼真度，也为植物形变模拟领域的研究提供了新的技术参考。关键词包括“植物形变”、“模拟算法”和“质点-弹簧系统”。本文的中图分类号为TP391.98，文献标志码为A，文章编号为1006-4303（2019）06-0597-07，表明这是一篇具有较高学术价值的研究论文，发表于2019年12月的浙江工业大学学报。