随着虚拟现实和计算机动画的发展以及游戏领域的需要,树木在风中摆动的模拟已成为研究热点。至今,在树的建模以及树木在微风中的运动方面,已有很多研究。但树木在强风作用下运动的模拟,包括树枝断裂以及树叶脱落,研究成果还比较少。本文主要对不同风力作用下树木的运动进行可视化模拟。树木的建模是模拟树木在风中运动的基础,风场模型在模拟树木在风中的运动扮演着重要的角色。本文通过分析现有的树木模型和风场模型,设计了合适的树木模型和基于Perlin噪音的风场模型,以及树枝和树叶在风场作用下的受力及运动模型。采用基于物理和统计的方法,模拟了树木在微风作用下的运动;针对强风作用下树木运动的模拟问题,分析了树叶脱落和树枝断裂的机理,建立了树叶下落以及断裂树枝的运动模型,针对树叶脱落以及树枝断裂后下落过程中的碰撞问题,设计了简单高效的碰撞检测算法。在此基础上,设计了基于物理和统计的树叶脱落和树枝断裂现象可视化模拟方法。在Visual C++开发环境下,结合OpenGL,开发了树木在风中运动的可视化模拟系统。利用该系统,通过调整模型中的参数,可以得到不同风力作用下树木运动的可视化效果。实验表明方法是有效的,模拟效果真实。