中文摘要：

风是影响森林内部微环境和可在短时间内造成森林群落机械损伤的复杂自然因素之一。本项目以南方主要树种-杉木为例，以风-树之间复杂交互行为为研究主线，深入分析风-树之间交互作用的定量关系，探索树木风致振动以及机械损伤的机理模型。提取显著影响树木风致动力学响应特性的各种主要参数（树冠结构参数、材质力学参数等）用于指导虚拟树木动态建模，利用这些参数建立简化条件下基于悬臂梁的虚拟树木动态模拟物理模型。结合物理和几何模型，应用虚拟树木交互式修剪、粒子系统、动态纹理合成等模拟不同树冠特征的杉木在不同强度风荷载下的动态响应（摇曳/凋落/折断）。在场景相似性分析的基础上，综合利用多级实例化、凋落路径复用、物理变形复用、LOD、GPU等技术构建一个与风要素动态交互的虚拟森林环境，使人们能够在可视化环境下更有效地观察、理解与解释树木与风的交互作用过程及其生物力学性能特征，提高森林资源保护和应对森林风害的能力。