传统织物设计工艺中，需经织物实物打样才能知道设计效果，而织物由于花样图案、色彩、纱线种类繁多，采用实物打样费工费时。织物CAD技术的发展为纺织品的设计和生产提供了带来了很大的方便。它缩短了打样时间，使产品的开发成本得到大幅度降低，提高产品的竞争力。因此织物CAD的研究具有很大的应用价值和市场前景。而纱线及其织物作为织物CAD的重要组成部分，对其模拟十分重要。为了逼真地在计算机上模拟出三维纱线及其织物效果，本论文提出一种基于粒子系统的模拟方法。粒子系统是迄今为止计算机图形学中描述不规则对象最成熟的理论之一，也是视景仿真领域模拟自然现象和特殊效果的方法中视觉效果最好的一种。本文把粒子系统运用到三维纱线和织物模拟中，实现了三维纱线及其织物的真实感模拟。具体研究工作如下：（1）综合分析了纱线和织物模拟技术的研究现状，并指出了其重要的研究意义和广泛的应用前景。（2）基于粒子系统理论与纤维的形态结构与性质，用点作为基本粒子来模拟纤维。通过对纤维几何模型建模、采用包围盒技术提取模拟纤维的粒子、纤维几何模型填充渲染以及添加纹理等过程,首先实现了三维纤维的模拟。（3）基于纱线的几何结构特性，采用空间螺旋线方程对三维纱线进行建模。用模拟纤维时提取出的粒子对该纱线模型填充渲染，从而实现了三维纱线的模拟。在此基础上，通过对构成纱线的粒子位置变换和颜色的渐变实现了花式纱线的模拟。为使纱线模拟更具真实感的纱线，采用三次样条插值的方法实现了纱线毛羽的模拟。最后通过对模拟出的三维纱线进行经纬纱的编织、添加光照等过程实现了三维织物的模拟。（4）本文使用C++和OpenGL来实现算法的仿真实验，描述了实验结果实现方法和过程。实验结果证明了本文方法的合理性及可行性。论文最后对本课题的工作做了总结，并进一步展望了下一步的研究方向。