植物生长是一个动态变化的过程,该过程从表面上理解是植物体的拓扑结构和几何形态随时间发生变化的过程。我们可以通过在计算机上模拟植物在三维空间中的生长发育过程,来反映现实植物生理生态和形态结构并行变化的结果。虚拟植物可视化技术是虚拟农业研究的重要组成部分,在数字农业、大型自然场景仿真系统、虚拟娱乐、科研、教育等诸多领域具有很高的应用价值。论文研究虚拟植物可视化技术,完成的工作包括:研究了虚拟植物生长可视化的各种实现手段,分析了虚拟植物器官在可视化方面的各种处理方法,总结出在这方面的研究内容主要是植物生理生态模拟以及植物可视化模拟。研究了植物学的相关基本理论及常用的一些植物拓扑结构模型,给出了与植物学相关的虚拟植物的理论基础,探讨了主要的虚拟植物建模方法,重点对L系统的理论基础、应用范围进行了分析,并在此基础上提出了基于植物器官模型库的虚拟植物可视化展示的实现思路。研究了目前主要的器官建模方法,分析了各种方法的优缺点,提出了一种基于器官表面主要特征的建模方法,该方法对组成植物各器官的基本部分(如茎、花瓣、花萼、叶、雄蕊、雌蕊等)进行建模,考虑在结构不同的部位采用不同疏密的网格,并结合网格面细分技术来给器官的指定区域创建附加的节点和面,对于器官表面细节,采用了基于模型表面细节的两步纹理映射方法来保障器官造型的真实性。针对植物的整体生长状况,采用L系统来模拟虚拟植物生长。根据这种实现形式,处于生长阶段中的植物被看作是由一些独立器官或模块组成的整体,它提供了一个用于描述生长模型的编程语言以及一个简便的用于在三维空间中实现生长可视化的方法,来对植物在不同生长时期下的各部分器官的形态进行控制。论文设计并实现了三维模型转换器来将所构造的器官模型数据导入L系统中,并与L系统进行交互,达到利用L文法对植物生长进行控制的效果。利用论文提出的器官造型方法以及三维模型转换器的功能实现,来提高植物生长场景的视觉真实性。实验仿真结果表明,该方法可以在遵循植物生长规律的前提下实时有效地解决目前虚拟植物生长可视化在真实感方面不足的问题。