物理模拟是计算机图形学中非常重要的研究课题。物理模拟的对象多种多样,而模拟薄壳变形是物理模拟中最重要的组成部分,在影视特效、动画创作、游戏设计、工业制造、虚拟医疗等领域有着广泛的应用。研究者一般将模拟薄壳变形的方法分为两大类:基于物理的方法和基于几何的方法。由于基于物理的方法所模拟的变形结果更加真实自然,因而被更多的研究者所采用。本文针对基于物理的薄壳变形方法展开研究,具体研究工作如下:（1）本文首先研究了薄壳变形的理论基础。研究了什么是薄壳模型与模型的表示方法,知道了模拟薄壳变形时如何表示薄壳;研究了用于控制薄壳变形的运动控制方程和四种求解策略;研究了三种数值优化方法,为解决优化问题提供了思路。研究薄壳变形的理论基础为深入研究模拟薄壳变形的具体方法提供了数学以及物理学方面的理论指导。（2）本文深入研究了基于物理的薄壳变形方法,并将基于物理的薄壳变形方法细分为四类:基于力的薄壳变形方法、基于能量的薄壳变形方法、基于位置的薄壳变形方法和交互编辑变形方法。研究了两种基于力的薄壳变形方法、一种基于能量的薄壳变形方法、基于位置变形方法的两种约束和两种交互编辑变形方法。（3）本文基于之前的研究工作,提出一种结合样例与基于物理的离散能量模拟薄壳变形的方法,即基于样例的能量驱动薄壳变形方法。首先为初始模型定义一个样例模型,然后计算从初始模型变形至样例模型所需要的能量,此能量由模型的边长、面积、铰链角、体积的变化确定,最后对能量进行插值并驱动模型变形。此方法设定样例模型可以直接获得变形后的结果,有效的控制了模型的变形趋势;利用基于物理的能量衡量模型变形,使得变形结果更真实,从而获得连续、自然的变形序列。实验结果证明,本文所提方法模拟的结果较为理想,具有较强的真实感。