计算机图形学是目前计算机学科中最活跃的分支之一,已成为信息技术领域不可缺少的重要内容和发展基石。同时,计算机图形学应用已经渗透到科研、工程、商业、艺术等社会生活和工业生产的几乎一切领域,并与这些领域的发展相互推动和促进。与此同时,基于计算机图形学的虚拟现实技术也在迅猛发展。在虚拟现实仿真中,对不规则自然景物的模拟已成为当前的热门研究课题之一。随着科学技术的不断进步,计算机的运行速度和处理大量数据的能力也在不断提高。但在模拟不规则自然景物时,尤其是对火焰进行模拟时还是显得有些力不从心。鉴于火焰的燃烧情况较为复杂,想用计算机完美地实现火焰燃烧的实时模拟是比较困难的。因此,根据具体的需求和方向研究火焰的基本特征和燃烧时的属性变化不但具有理论上的研究价值,在实际应用中也有重要的意义。本文在学习和总结国内外经典火焰建模算法的基础上,对基于粒子系统的火焰模拟进行优化,在绘制和渲染时使用纹理映射技术提高仿真程度,使用公告板(Billboard)技术提高粒子的绘制效率,并引入简化的力场和颜色混合算法使模拟出的火焰更加自然。同时,用多边形面片代替经典粒子系统中的点光源粒子来绘制火焰,以提高了系统的实时性。最后应用Visual C++6.0作为编程语言并与OpenGL开放图形库结合使用生成演示系统,将火焰模型应用到虚拟仿真实验室的“理化生试验平台”项目中,用来模拟铜在焰色反应中的火焰燃烧情况,该演示系统具有一定的扩展性,火焰的模拟效果具有较强的真实感,同时达到了实时的要求。