虚拟植物是利用虚拟现实技术在计算机上精确模拟出自然界植物在三维空间中的生长发育过程,是近年来随着诸多交叉学科包括植物学、生态学、农学、计算机图形学以及数学等的发展而迅速发展起来的研究领域,目前已成为农业信息技术学和计算机图形学的研究热点。其中虚拟植物根系研究是虚拟植物研究的重要组成部分。由于植物根系生长环境的不可见性和复杂性,使得对虚拟根系的研究存在着相当大的局限性,且目前对虚拟根系的研究大多停留在模拟其离散变化的生长过程,而对根系生长的动态连续模拟研究还很少见。本文即围绕玉米根系生长的动态连续模拟展开研究,主要做了如下工作:(1)对玉米根系的生物学特征进行了分析,总结出其形态特征和生长特征;(2)对国内外虚拟植物建模理论和方法作了深入研究,分析比较目前常用的建模理论与方法,通过比较筛选,结合玉米根系生理生态以及生长特征,最后选用微分L系统理论来实现玉米根系动态连续的生长模型构建;(3)对目前常用的S形生长函数进行比较研究,最后选用Cubic函数来描述玉米根系的生长变化,并针对本文的具体应用,对Cubic函数做了改进,使其更符合真实的玉米根系生长规律;(4)利用微分L系统理论,并对微分L系统产生式做了改进,结合玉米根系生长函数,构建玉米根系动态连续的生长模型;(5)本文以土壤含水量因素为例,建立了玉米根系生长的土壤含水量约束模型;(6)最后结合三维可视化技术,在VC++2005开发环境下,对玉米动态连续的生长模型进行了可视化模拟实现。