近些年随着计算机图形学与可视化仿真技术的发展和应用,植物建模及其仿真逐渐成为国内外重要的应用研究领域之一。花卉建模作为植物建模领域的重要分支,是构建虚拟自然场景的关键组成部分,除此之外,自然场景中花卉的运动更为场景增添了真实感和美感。然而,受花卉自身结构特征的影响,花卉的建模过程繁琐,难度较大,复杂模型会影响花卉动态形变的计算。为方便用户进行花卉建模并满足自然场景的真实感与实时性的要求,本文采用基于图像的方法对花卉三维重建,并对构造的花卉模型进行动态模拟,通过对基于图像的建模方法和植物行为动画进行一定的研究,在此基础上实现了花卉建模系统及仿真动画。首先,对花卉建模的需求进行分析并对图像的特征提取相关技术进行研究,针对常见的花卉图像中背景信息干扰等问题,借助多边缘结果合并与区域概率提高边缘准确度。通过建立花卉图像的多模糊副本并对其分别执行Canny边缘检测,合并检测结果根据像素点的出现概率筛选目标边缘点,由这些点平滑延伸出边缘,即为花卉建模系统所需要的特征信息。根据多分辨率的边缘提取结果综合确定目标区域最终边缘能够很好地过滤噪声保留主要轮廓。其次,针对单幅花卉图像难以进行相机标定的问题,采用圆锥体拟合实现二维轮廓点向三维点云的转化,结合花卉的几何形状特征、模型结构简化表达及动态计算需求,确定模型结构并生成网格模型。后续以二维花卉轮廓为参考对模型进行与图像一致的特征修正,在传统的Laplacian网格变形中引入恢复系数克服变形前后网格模型的规模显著缩小的问题。本文在已有的花卉建模流程基础上,分析各阶段需求目标并确定实现方法,提升花卉模型的视觉效果,最终得到结构简单同时表现花卉形态特征的三维模型。最后,将构建的花卉模型应用至自然场景模拟中,采用基于物理的分析方法,结合现实花卉的运动特征,除了对常规的花卉摇动进行模拟,还对花瓣飘落情形进行分析及动态模拟,提高了场景的真实感。易于层次化表达的模型能够简化计算,提高绘制效率。