树木是自然场景中一个不可或缺的组成部分,在世界各地以及平原山川,到处都覆盖着各种各样的树木和森林,而且随四季变迁呈现不同的景象,因此对于采用计算机模拟生成复杂自然场景来说,树木的重要性不言而喻。目前关于树木的动画的工作较少,主要的工作都集中在建模和绘制方面。本文提出了一种基于物理模型的动画技术,能够逼真而有效的模拟各种树木在风力及其它外力的作用下的运动效果。本文对基于物理模型的树木动画的技术进行了研究。首先,结合材料力学,在综合总结了树木的各种材料特性的基础上,提出一个物理模型,它能够恰当的表示树木的枝干和叶子,能够体现出树木的形态结构、材料特性和运动特性,比如,杨氏模量,剪切模量,在空气中的粘滞系数等,为建立运动模型提供必备的参数,并且这个模型能够容易的从现有的树木建模系统,如Arbaro的结果中提取。然后根据树木受外力时运动的特征,分别建立了枝干以及树叶在外力作用下的运动模型。把枝干的复杂运动分解为弯曲和转动,把树叶的摇曳分解为叶柄的摇动,叶面的转动和弯曲。利用简单的刚体运动规律和前面的提出的物理模型计算树木的枝条以及叶片的运动方向,速度,以及最大幅度等等。本文提出的方法不受树种的限制,可以应用在树木以及植物上,具有较强的适用性,且用简单的代数计算代替了以往的有限元计算,大大减少了动画生成过程中的计算量,提高了计算速度,增加了动画的逼真程度。