在计算机图形学领域,人们通过利用计算机再现周围的真实世界。云作为普遍存在的自然现象,也是人们想要再现世界中的一部分。云复杂的物理结构,导致云具有变化多端的热力学特征以及丰富的光学特性,绘制出真实云变得十分困难。同时随着硬件设备性能的迅速提升,在诸如影视作品、游戏动画以及飞行器模拟等的应用中,人们对云的绘制效果提出了更高的要求。本文主要从以下几个方面进行研究:首先,本文针对在同一场景下不同高度的云不能同时得到很好模拟效果的问题,提出一种划分云层区域的策略。通过分析对比不同方法的优缺点,再结合实时性和真实性的需求,选择在真实感和实时性都有显著效果的粒子系统绘制底层云,再引入Perlin噪声绘制中高层云,提升云层的层次感,并能降低场景内粒子的数目,提高绘制效率。其次,在云的动态模拟中,改进飘动、生成、消散时的模拟效果。在云的飘动过程中,构造与云的位置、视点距离等相关的速度函数,使得场景中不同空间位置的云具有不同的运动速率和方向,增强天空中云的真实感;在云的生成和消散过程中,为防止出现云的突变问题,提出在云变化过程中,动态的改变Alpha值,实现云的渐变效果。然后,在云的光照模拟过程中,提出在动态天空中简化光照模型。通过分别对时间、颜色、空间插值,近似计算环境光和太阳光的颜色,然后,在纹理上累加这两中颜色得到云的最终颜色。通过一天内太阳光和环境光的实时变化,得到一天内不同时刻云的动态绘制效果。动态的更新天空各个要素的属性,实现天空的动态模拟,丰富天空场景。最后,设计并实现了在划分区域策略下的异速云场景实验。通过分析实验结果和对比场景效果,以验证划分区域的异速云模拟方法能够快速逼真地在虚拟场景下进行实时绘制。