一直以来，计算机仿真都是人们研究的热点问题。布料运动仿真作为其重要组成部分，也吸引着越来越多的研究人员。单纯的布料仿真不足以应对各种场合，必须配合一定的CAD手段才能实现复杂的服装仿真。现有的布料仿真系统，为实现服装仿真大多都配备了服装建模界面，通过与用户交互模拟衣服成形的裁剪、缝合过程来得到完整的模型。从本质上来说，这些系统是对拼接成衣服的多块二维平面布料逐一建立仿真模型再进行仿真。另一方面，目前布料仿真模型普遍采用粒子系统物理模型，可以产生真实的动画效果。但是，提高仿真效果的同时就需要大量的粒子，受当前硬件水平的限制，实时交互方面仍有很大的发展空间。 本文提出了一种从任意连通的三维网格模型直接建立质点—弹簧物理模型进行运动仿真的方法，并全面采用GPU实现基于这一方法的布料运动仿真。本文的研究内容主要包括以下几个方面： 首先分析了传统的基于矩形网格的质点—弹簧模型，根据牛顿经典力学理论建立布料仿真的动力学微分方程，讨论了显式欧拉方法、显式中点法、四阶龙格—库塔方法、Verlet积分方法在求解布料仿真问题的具体步骤。其中运动仿真考虑了常见的重力、风力、空气阻尼力等外部因素。 然后分析了传统二维布料物理模型在实现三维服装运动仿真过程中的一些不足，进一步提出直接从三维网格模型建立物理模型的方法，以便利用各种专业建模软件的优势，取长补短。其中模型文件采用了大多数建模软件都支持的VRML97和Wavefront Object两种格式。 实时交互方面，本文考虑了Direct3D10支持的一些特性，修改了GPU通用计算的经典方法，实现了GPU上基于几种微分方程数值解法的布料运动仿真计算，并通过纹理数据到顶点数据的无缝转换，实现了GPU通用计算与GPU图形计算的高效协作。 最后，本文对提出的方法进行了大量的实验验证。实验结果表明，本文提出的仿真方法在支持Direct3D10的GPU上可以高效地运行，并极大地降低了对CPU的依赖，在计算效率和稳定性方面效果显著。