在计算机世界,尤其是图形学的动画制作中,渲染过程是最后一项非常重要的步骤,可以实现人们想要实现的、逼真的视觉效果。随着人们对视觉效果的要求越来越高,基于物理的流体渲染是计算机图形学、计算机视觉和虚拟现实等领域的研究热点问题。无论是电影特效、三维动画还是大型游戏,都可以看到流体渲染的踪迹。这些因素决定了流体渲染不只是目前的一个研究热点,也将成为未来计算机图形学研究的重要方向。本文首先对于基于物理的流体仿真的相关理论和技术进行了深入地研究和分析,包括对基于物理的基础模型Navier-Stokes方程的几种观点欧拉法、拉格朗日法等进行了研究和分析,从根本上探究了流体仿真的速度问题。对GPU上进行模拟仿真的步骤和过程进行了学习和研究,本文就是基于GPU进行的渲染仿真。在基于流体的渲染过程中,选择了光线追踪和光线投射两种算法进行学习研究;在光线跟踪的算法的学习中,对各光照的求解提出了自己的看法并加以改进,提高了运行速率;在光线投射算法的改进中,对历次光线颜色进行了叠加,并增加了叠加控制系数,引入了简化的Plong光照模型,增加了对流体颜色控制性,增强了流体渲染的视觉效果。最后,本文对于目前的成果进行了总结,并对以后的工作进行了展望。