随着三维动画的兴起,三维渲染也得到了人们越来越多的关注。作为动画制作的关键部分,渲染技术广泛应用于军事仿真、影视制作、电子游戏等多个领域。而水流作为一种生活中随处可见的自然现象,也成为三维渲染的重点之一。目前,主要的水流模型主要包括：动力模型,波谱模型和几何模型等三类。动力模型和波谱模型都有各自的优点：动力模型将水流理解为粒子的移动,通过解流体力学Navier-Stokes方程,计算粒子的移动,从而高度模拟水流真实的物理效果。波谱模型借用观测得来的水面上下起伏的统计数据建立高度场模拟水面的起伏,实现简单而且具有一定的物理真实性。但是,动力模型专注于物理真实感的仿真,对于视觉的真实感仿真存在不足；波谱模型受限于高度场,无法表现卷浪的效果。几何模型存在物理真实性不足的缺点。本文的主要工作包括：1、将Peachy Waves和Gerstner Waves两种模型相结合,构造了普遍适用的水流模型,既可以表现湖面平缓的水纹,也能够表现海面汹涌的卷浪。经典的Peachy Waves模型将水流理解为点的上下起伏。该模型是对水流的视觉仿真,基于该模型的方法应用十分广泛并在实践中有成熟而优秀的视觉表现。Gerstner Waves模型将水流理解为点的圆周运动,被认为具有物理真实性。然而Gerstner Waves模型用于视觉仿真的效果并不理想。Gerstner Waves模型对水的理解决定了这种模型可以十分方便的构造卷浪。2、综合利用光照模型以及光线跟踪方法,模拟水独特的透明性,折射性和反射性,实现具有真实感的水流效果。3、利用真实感着色器语言,实现了水流波动效果的shader。