树作为场景中的重要组成部分,对其进行动态模拟能有效增强场景的真实感。目前模拟树在风中的摇曳运动的相关方法都是基于整个树均受风力的影响,还未涉及到树部分区域受风力影响的情况。为此,本文以点云树为基础,对树受风力影响的摇曳运动进行了研究:(1)根据噪声理论和空气动力学建立了风场模型。通过风与X轴、Z轴的夹角、风速、空气密度和树受力面积,计算作用到树上的风力。并将噪声技术应用到了风场模型中,使模拟效果更真实。(2)无叶树的动态模拟。首先将无叶树划分成13等份,利用悬臂梁模型模拟每一等份内的树干和树枝的运动。然后将树分成两个部分:非树梢部分和树梢部分。在分别讨论了以上两部分的基础上,对它们的混合情况下树的联动进行了分析,并采用了缩短树干骨架点长度的方法,实现了细长型树干的形变和无叶树在风中的整体联动。(3)有叶树的动态模拟。考虑到树叶对风力的遮挡效应,首先对树叶按其生长密度进行聚类,形成多个叶簇,并建立了这些叶簇的拓扑结构。然后根据叶簇的密度计算风力的衰减情况,结合悬臂梁模型,模拟树干、树枝在树叶簇带动下的联动摇曳效果。(4)树叶运动的动态模拟。根据风速方向与树叶的夹角大小,将树叶运动分情况进行分析。结合悬臂梁模型,模拟树叶的弯曲和旋转。(5)探索了摇曳加速运动的构成体系。拟采用多线程同步处理计算,给出了提高模拟效率的过程框架图,为后期工作中实现动态模拟的实时性提供指导。理论分析与实验验证表明,本文的方法能够很好的模拟树部分区域在风力作用下的摇曳运动。