Symulowany wzrost roślin
Symulowany wzrost roślin jest ważnym zadaniem biologii systemowej i biologii matematycznej , która ma na celu odtworzenie morfologii roślin za pomocą oprogramowania komputerowego. Drzewa elektroniczne (e-drzewa) zwykle wykorzystują systemy L do symulacji wzrostu. L-systemy są bardzo ważne w dziedzinie nauki o złożoności i A-life . Nie opracowano jeszcze powszechnie akceptowanego systemu opisu zmian w morfologii roślin na poziomie komórkowym lub modułowym. Najszerzej stosowane algorytmy generowania drzew są opisane w artykułach „Creation and Rendering of Realistic Trees” oraz Real-Time Tree Rendering
Realistyczne modelowanie wzrostu roślin ma duże znaczenie dla biologii, ale także dla gier komputerowych.
Teoria + Algorytmy
Biolog Aristid Lindenmayer (1925–1989) pracował z drożdżami i grzybami nitkowatymi i badał wzorce wzrostu różnych rodzajów alg, takich jak niebiesko-zielona bakteria Anabaena catenula . Pierwotnie systemy L zostały opracowane, aby zapewnić formalny opis rozwoju takich prostych organizmów wielokomórkowych i zilustrować relacje sąsiedztwa między komórkami roślinnymi. Później system ten został rozszerzony, aby opisywać wyższe rośliny i złożone struktury rozgałęzione. Centralnym elementem systemów L jest pojęcie przepisywania, w którym podstawową ideą jest definiowanie złożonych obiektów poprzez sukcesywne zastępowanie części prostego obiektu przy użyciu zestawu reguł przepisywania lub produkcji. Przepisywanie może odbywać się rekurencyjnie. Systemy L są również blisko spokrewnione z krzywymi Kocha .
Interakcja środowiskowa
Wyzwaniem dla symulacji roślin jest spójna integracja czynników środowiskowych, takich jak otaczające rośliny, przeszkody, dostępność wody i minerałów oraz warunki oświetleniowe. Zasadniczo próba zbudowania wirtualnych środowisk z tyloma parametrami, ile jest to możliwe obliczeniowo, symulując w ten sposób nie tylko wzrost rośliny, ale także środowisko, w którym rośnie, a właściwie całe ekosystemy. Zmiany w dostępności zasobów wpływają na wzrost roślin, co z kolei skutkuje zmianą dostępności zasobów. Potężne modele i potężny sprzęt będą niezbędne do skutecznej symulacji tych rekurencyjnych interakcje struktur rekurencyjnych.
Oprogramowanie
- OpenAlea : środowisko oprogramowania typu open source do modelowania instalacji, które zawiera L-Py , implementację systemów Lindenmayer w języku Python typu open source
- Branching: L-system Tree Aplet Java i jego kod źródłowy ( open source ) symulacji wzrostu drzewa botanicznego przy użyciu systemu L.
- Arbaro — oprogramowanie typu open source
- Treal — oprogramowanie typu open source
- L-altana
- Księga Rodzaju 3.0
- AmapSim - od Cirada
- GreenLab
- ONETREE - Do CDROM-u dołączony jest miernik CO2 , który podłącza się do lokalnego portu szeregowego. To właśnie kontroluje tempo wzrostu drzew. To rzeczywisty poziom dwutlenku węgla bezpośrednio na twoim komputerze kontroluje tempo wzrostu tych wirtualnych drzew.
- Elektrownia
zobacz Porównanie generatorów drzew i Przegląd drzew modelowania i renderowania