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树木是自然界中最常见的植物个体,形态万千,种类众多且结构复杂,高真实感的虚拟树木3D模型在虚拟现实技术中占有重要地位。随着计算机的发展,在影视游戏、园林景观、小区建筑漫游等场景中,树木的动态模拟能增加自然场景的真实感,是自然场景中的重要研究课题,也成为近年来诸多国内外研究学者的研究重点,同时也具有一定的难度。本文是在园林景观与小区场景仿真的工程背景下,完成高真实感的树木建模以及其在风场中自然摇曳的动态模拟。基于OGRE3D渲染引擎,实现了树木的绘制与场景管理,并且结合Shader高级编程语言,完成了树木的动态模拟。与目前现有的方法相比,本文建立的虚拟树木模型真实感强,计算量适中,且有更加优秀的动态模拟表现,利用GPU(Graphic Processing Unit)优异的硬件图形加速处理能力,替代传统CPU(CentralProcessing Unit)的软加速,提高了系统的运算效率。首先,本文采用分形理论,基于Bezier曲线特性实现了树木枝干绘制,4个控制点的3次Bezier曲线的应用技术成熟、经典,计算量较低,对曲线的控制能力较强,且易于实现二次连续拼接,能够很好地模拟树木枝干的自然弯曲与表面突起、凹陷等。采用2.5维替代物技术完成树叶的渲染,与其他基于图像的渲染方法相比,这种方法渲染的模型具有深度信息,可以在视觉上表现出三维立体效果。针对树木的动态模拟,采用加入高斯白噪声的阵列天线波束方向图模拟阵风风速模型,将Bezier曲线控制多边形控制点等效为质点,通过对曲线的控制点的受力分析以实现树木在风场中的动态模拟,并采用CG编程语言完成,利用具有并行计算特性的GPU,提高了系统的运算效率。最后,本文给出了在PC机上基于OGRE的虚拟树木动态模拟的实现流程以及仿真结果,并对结果进行分析,树木模型真实感强,能够模拟自然摇曳的状态,证实了本文提出方法的可行性与优越性,并分析了不同场景对树木模型的要求,为今后的工作奠定了基础,指明方向。