虚拟植物(Virtual Plants)就是利用虚拟现实(Virtual Reality)技术在计算机上模拟植物在三维空间中的生长发育过程。它是以植物个体为对象，具有三维效果和可视化的功能，生成的植物可以反映现实植物的形态结构，并能获得植物生理生态过程和形态结构的并行过程的共同结果。虚拟植物研究为探索植物生命的奥秘和生长过程的规律，以及改善人类生存环境质量带来新的契机。 本文从多个角度对L-系统植物建模机制进行了理论分析；基于植物形态的分形特征，研究了L-系统方法用于模拟植物的表达机制；系统地讨论了确定L-系统、随机L-系统、参数化随机L-系绞、上下文相关L-系统、开放L-系统，分析了它们各自的表达特点以及不同的L-系统在虚拟植物生长方面的应用；用L-系统对已生成的图形进行拼接、嵌套等操作，组合成新的图形，用于模拟开花状，结果状的植物。 鉴于传统L-系统生成植物图形时，编程比较繁琐、执行效率低，交互性差这一缺点，提出了基于虚拟现实建模语言(VRML)的交互式L-系统的算法。此算法的基本思想是：对于任意一段L-系统代码，都可以变换成一个简单的递归表达式，把第ⅰ-1阶段生成的图形看作一个已知的对象，在生成第ⅰ阶段图形时，直接调用第ⅰ-1阶段生成的图形(对象)，将其经过移动、旋转等操作，生成第ⅰ阶段图形。实验表明该方法比用传统L系统代码要高效、简洁。