自然景物的模拟研究,一直以来都是虚拟现实技术研究领域范畴中的热点。爆炸、烟雾、云彩、喷泉、雨雪、海浪等这种自然中常见的景物,大都是具有不规则的模糊的外形,其动态性和随机性都比较强,若采用传统的建模方法对其模拟研究,会比较困难。粒子系统技术是目前为止,被作为用来对自然景物建模研究的最有效的方法之一。本文选取瀑布这一特殊景物作为研究的对象。通过对瀑布的形态结构和运动特性进行分析,抽象出其物理模型,利用粒子系统技术和碰撞检测技术,构建基于粒子系统的瀑布模型,添加雾效、音效等,增加场景的沉浸感。首先,为解决瀑布绘制阶段的时间开销大的问题。在瀑布粒子的运动过程中,对某一个瀑布粒子的运动路径进行跟踪,以一段时间内的运动路径作为基本绘制单元对瀑布粒子进行绘制,提出路径跟踪方式。其次,为解决以往瀑布模型中存在的碰撞检测与处理优化问题。根据瀑布粒子的时空位置和静态障碍物的特点,用于排除根本不可能发生碰撞相交的障碍物的区域,以达到简化树结构的目的,提出改进的层次包围盒树算法。再结合瀑布模型自身的特点,利用瀑布粒子与静态障碍物的投影是否相交,提前排除大量不会发生碰撞的瀑布粒子,提出粒子分类树算法。最后,结合提出的瀑布绘制方式和碰撞检测优化算法,在Visual C++平台下,实现瀑布的模拟。