植物生长过程的模拟是指通过计算机来逼真地重现植物的生长过程。它在教育教学、农业、影视制作等方面都有着极高的应用价值。虚拟植物研究的一个特别重要的部分则是模拟真实植物的生长过程,到目前为止,研究植物生长的模拟主要包含了两个方面：第一、以视觉效果为主的,仅仅对植物的外观形态来进行模拟；第二、植物的生长过程的模拟,它则更加看重植物学原理的融合。植物本身的结构、其生长过程及同周围环境的交互过程全都特别的复杂,所以为了方便对植物进行建模,本文主要是考虑单一环境条件的影响。本论文详细的研究了DOL系统、随机L系统及参数L系统,研究了它们不同的特点。依据这些研究结果,试着对植物建模的经典方法做了一些改进。同时,由于光照会对树木的形态结构和生理结构产生影响,因此本论文模拟了树木同光照间的交互作用,构建了光照模型来描述树木同光照的交互作用,尽可能真实的模拟了树木的向光性,使其生长更接近于自然情况。本论文做了如下的工作：1、利用参数L系统模拟了树木的生长过程。利用面向对象的思想解决了L-系统的字符含义不明确的问题,将树木的每个器官定义成一个对象,并将每个对象与L-系统的每个字符进行绑定；接下来利用参数L系统的产生式规则来改变各个器官的属性值；最后用Turtle几何来对L-系统进行图形化解释,实现了三维树木生长过程的模拟。2、将子结构与L-系统相结合。子结构算法的优点：重复的结构只需要计算一次,而且可以利用“子结构描述文件”来提高检索的效率。虽然L-系统可以广泛的应用,但由于多次的重复计算,会使其迭代算法效率较低。引入的子结构思想则可以解决该问题,从而提高了模拟的效率,并且节省了储存空间。3、建立了光照模块来考虑光照对树木生长过程的影响,并通过分析树木同光照的交互过程,抽象出了树木同光照的动态的交互模块。光照模型对树木最明显的作用便是树木的向光性,它是指枝条会向着光源的方向弯曲。通过将树木枝条离散化处理,从而能够更有效的模拟枝条的弯曲。