一直以来,自然景物的模拟是计算机图形学中的热门研究课题,其应用范围很广,包括影视广告、电影特效、3D游戏、虚拟现实、军事应用等各个领域,模拟自然景观在信息化时代中拥有着非常重要的地位。然而,自然景物大多数的外形是随机变化的,如：火焰、河流、浪花、雨雪、瀑布、烟雾等,难以用常规的建模方法和模拟技术来描述。而粒子系统理论经过二十多年的发展,已成为最为成熟的模拟自然景物的模拟技术,它也因此成为了一个具有挑战性的课题。本文在研究目前国内外粒子理论和常见自然景观模型的基础上,再结合电影、电视等虚拟场景的需求与应用,从方便教学出发,以友好的交互性、真实感和实时性为目标,开发一种基于After Effects SDK的粒子系统。(1)本文首先深入研究了粒子系统理这二十年来的发展与应用,深入分析了粒子系统的基本原理、基本模型。(2)简化了火焰、云层、雪景、雨景等数学模型,总结出火焰、云层、雪景、雨景的粒子系统模型。(3)设计并实现了一个用于常见自然景物模拟的基于After Effects SDK的粒子特效系统。本文对该系统的系统需求、总体目标、框架结构、系统设计和各模块功能及其实现都进行了详实的描述。(4)最后分析了基于After Effects SDK的粒子系统在高职教学中的应用,并总结本系统的优势及不足,为以后的研究工作奠定了基础。