以影像為基礎的植物生長過程推演手法

在目前的CG領域中產生擬真的植物影像是極為重要的議題。至於要如何產生擬真的植物影像則應該著重在rendering的技巧和植物形態特徵的真實呈現。

我們所模擬出來的植物影像除了希望要有真實正確的光影效果之外,其形態與特徵在植物學上的正確性也是一個很重要的考量。在模擬植物的成長和建立植物的結構上L-System是最為人所熟知的方法,L-System可以藉由使用自我疊代的生長規則來模擬植物生長過程。但是要產生符合真實植物的生長文法卻因為要將大量的資訊參數化而是件複雜及耗時的工作,為了方便一般使用者,我們開發了文法產生器來協助使用者根據文字及影像資訊來產生生長文法。有了生長文法後,在利用我們開發的一個叫做SimEco的proto-type系統用來產生擬真的CG植物影像。

除了要求最終影像的正確性之外,在本研究中我們也會根據一些植物形態學的規則跟限制,來模擬從幼苗開始生長的生長過程,以產生一連串的植物生長的動態影像。另外本研究也將一套物理模型加入SimEco系統中,諸如重力、風力等外在因素對植物形態所造成的永久與暫時性的影響。因此可以模擬植物跟環境互動的結果,像是受風力吹拂後枝葉擺動的動畫效果。