植物の根の構造を表すランダムな3Dドメインを作成する方法は？

植物の根から茎までの層流をモデル化したいと思います。根元の一番端では、チューブの直径と長さはミリメートルからセンチメートルまでさまざまです。茎に近づくと、根の長さと直径が大きくなります。直径と長さが異なる根のネットワークを表すランダムな3Dドメインを作成したい。このジオメトリを作成する最良の方法は何でしょうか。

本当にランダムなものを望んでいません。植物の根系と同じ抽象的な3D構造を持つものが必要ですが、特定の抽象化レベルを超えて、根系がどのように見えるかは気にしません。で言及されている種類の3Dフラクタルドメインを生成する何らかの方法が必要だと思いますルートシステムのフラクタル次元の計算を説明するこの論文で。

ルートシステムによる土壌探査の効率のフラクタル分析に関するこのペーパーを取り上げた後、私は、興味のある3Dルートシステムジオメトリを生成するように見えるSimRootパッケージを見つけました。残念ながら、彼らはパッケージをダウンロードする方法を提供することを怠っています。ただし、それらのWebサイトは、次のようなルートシステムをモデル化する他のパッケージにリンクしています。は、オープンソースであるINRIAのPlantGL。

もちろん、ジオメトリを作成したら、関連するデータを互換性のある形式で抽出し、PDEシミュレーションで使用する方法を理解する必要があります。その部分はあなたに任せます。

また、樹状突起のためにNeuroMLを行う人々からコードを借りることができます。必要に応じて、NeuroMLからチューブを生成するコードをアップロードできます。

Geoff Oxberryからの答えはとても良いと思います。すぐに使用できるソリューションを提供します。

自分で行きたい場合：

• 前述のLシステムは、適切なルールを提供するとルートのような構造を生成する場合があります。「植物のアルゴリズムの美しさ」に関するこの本はありますが、ルートシステムについては説明していません。

• 拡散制限集約プロセスは、ルートのような構造も生成する場合があります。球体を集約し、集約した後に構造体の論理和を生成すると、ボリュームを直接メッシュ化できます（ほぼ確実にスムージングが必要です）。

私が言ったように、多くの解決策ではなく、アイデアがあなたを助けるかもしれません。何かを実装する場合は、無料ライセンスでリリースすることを忘れないでください！：D

あなたに役立つかもしれない何かは、次の論文です：

Olga Wildeotter：「根の成長を伴うリチャーズ方程式の適応数値法」、Plant and Soil、2003

彼らは2Dモデルのみを扱い、セルオートマトンを使用して成長をシミュレートします。ただし、あなたの質問には直接関係しません。