自然场景仿真是计算机图形学的一个重要研究领域,植物是自然场景中的重要组成部分,在虚拟现实、计算机动画、三维视频游戏、数字娱乐、影视特效、军事仿真等方面有着重要应用。随着计算机硬件和软件的发展,人们对植物场景的真实感绘制和效率方面有了更高的要求。树自身有着复杂的几何结构,形态各异,通常一个稀疏的植被场景的绘制都需要数百万基元。由于CPU计算性能的有限性,尤其是对树动态模拟,风场的流动性和随机性给计算机模拟带来较大的困难。本文首先根据国内外的植物建模研究现状,尝试对植物建模的典型方法L系统进行了一些改进；然后对植物的动态模拟做了研究,由于真实感和实时有相互制约作用,复杂的植物模型能很好的表达植物的真实感,但形变计算量较大,难以达到实时,若过于简化植物的表达模型,却又导致模型走样,有失真实感。寻找好的树木的几何模型和形变方法非常重要。为达此目的,本文进行了下述尝试：根据树木的天然的层次结构模型,建立了交互式植物参数建模,同一层次中的枝条具有相同的参数,递归方法生成树的模型,枝条的外观用柱体来表达。基于空气动力学和噪声理论,通过叠加不同的周期函数来建立风场数学模型;树木的主干和枝条采用不同的噪声模型,根据枝条与风向的位置,枝条分为迎风面、背风面和垂直风向三种情况,并对三种情况做独立研究。基于动力学的思想,综合所有的力用一个随机过程来描述,便于在GPU上实现。在求得枝条形变时,根据骨骼动画原理,采用顶点混合的方法解决关节处的接缝问题,整个模型统一为一个网格；基于层次细节模型,根据视点的远近,优化网格。最后利用层次细节模型、实例化方法和GPU加速等多种手段,实现了风力可控的树木摇曳系统。