自然景物的生成和模拟一直都是计算机图形学和计算机动画研究中的一个热门的课题。随着计算机技术的飞速发展,火焰的燃烧等自然现象及景物越来越多地出现在计算机动画、广告、影视制作和模拟战场等的场景之中,因此,研究这类不规则景物的模拟有着重要的意义,其中,火焰的模拟占有举足轻重的地位。由于火焰、烟、云等自然现象外观的不规则性及运动的多变性,使得用传统的建模方法对其建模变得十分困难,那么,如何简单而高效地模拟这类景象就成了计算机图形学中具有挑战性意义的工作。目前,粒子系统是生成这类景物最为成功的一种模型方法。本文通过认真分析和总结国内外的火焰模拟方法,在研究学习粒子系统理论的基础之上,对火焰粒子系统的模型和原理进行了深入地分析与仔细地研究,并提出了一种基于粒子系统的新的火焰模拟方法:在初始化新粒子的位置时,采用可以近似得到正态分布的随机数叠加的方法来对其进行赋值;采用特定的几何体三棱锥来作为基本的火焰粒子,以便提高绘制的速度,并降低计算量;采用显示列表的方法来提高模拟的效率;在原来的火焰粒子系统的基础上,加上了衍生的处理,从而起到了简化一些动态方程求解的作用,也降低了建模的难度,从而提高了绘制的速度;在绘制过程中,采用纹理映射和混色技术,以增加火焰模拟的真实感;从热力学角度对火焰的受力运动进行了分析,并在系统中引入运动场,来表现火焰来回地左右摇摆和上下跳动的动态摇曳效果。最后,在Visual C++6. 0与OpenGL开放图形库集成开发环境下,利用本文提出的算法,开发了基于粒子系统的火焰模拟演示系统。由实验可得,采用本文提出的算法所实现的火焰模拟效果不但真实,且还满足了一定的实时要求。