近年来,各地火灾频发,火灾的防控成为国家安全的重要部分。火焰模拟在计算机图形学领域一直是永恒的话题,其广泛地应用于各个领域,真实场景的火焰蔓延模拟给火灾防控的可视化研究带来了便利。在此背景下,提出一种复杂环境下火焰蔓延的快速绘制算法。首先,基于粒子系统的方法结合N-S方程进行火焰模型的构建。针对火焰模拟存在真实感较低的问题,通过添加随机风场更新作用于火焰粒子的外力,增加火焰的细节;为了提高火焰运动的随机性,引入活性因子,进行扩散系数的修正,从而提高火焰运动的随机性,使火焰运动的真实感提高。其次,为解决大规模场景中火焰蔓延绘制速度慢的问题,提出一种改进的火焰蔓延绘制方法。首先,基于让热力学第一定律进行着火点位置的计算;然后,利用三角网法生成骨架线,形成火焰蔓延路径;最后,将着火点位置计算与蔓延路径设定结合,提高火焰蔓延的绘制速度。然后,针对不同环境因素对火焰蔓延的影响进行数值分析,并通过改进的光线投射算法实现火焰在复杂环境下的蔓延场景绘制。首先,通过对环境因素的分析得到其与火焰蔓延速度之间的数值关系;其次,针对渲染速度慢的问题,采用加速度步长法进行重采样点位置的确定,然后,结合快速复合插值方法进行重采样点颜色值的计算,缩短运算时间,提高渲染速度,保证复杂环境下火焰蔓延场景渲染的实时性。最后,设计多组火焰蔓延模拟实验,采用Unity3D引擎以及C#和Unity Shader语言开发,并在不同操作系统平台进行验证。通过多组实验对比和数据分析后,该方法在实时状态下,能够实现复杂环境下火焰蔓延的场景绘制,满足不同仿真需求。