在计算机图形学中，水波模拟是一个有意义并且具有挑战性的课题。要得到逼真的水波动画，关键的工作在于模拟水波的运动形态。本文的主要工作有：首先介绍了水波模拟的研究背景与意义，分析了国内外研究现状，阐述了水波模拟的研究难点，接着简明介绍了水波模拟的相关理论基础，通过深入研究，提出了两种水波模拟方法，具体如下：　　 ①本论文从海浪频谱理论出发，采用了Pierson-Moskowitz(P-M)谱与Longuet-Higgins推导出的简化方向谱，改造了常用的波浪速度公式，考虑到深度对波浪形态的影响，利用频谱与振幅的转换关系，构造了波浪振幅与波浪造型，得出一种新的海浪实时模拟方法。该方法考虑了海水深度、地形因素、风速等外界因素对波形的影响，使用光照、材质设置、色彩融合、纹理映射等OpenGL图形渲染技术将高度场绘制到实时场景中，在VC平台下实现了海浪造型及动态显示，达到了逼真的海浪实时模拟效果。在仿真实验中采取了有效的程序性能优化措施和合理的真实感处理技术，进一步提高了模拟算法的实时性和立体真实感，通过与其它算法的实时性与效率进行比较分析得出：该方法在波浪模拟的简易性、实时性与真实感方面均取得不错的效果，适合各种深度的海洋波浪模拟。　　 为了达到实时性的要求，在绘制过程中，采用显示列表、帧缓存的颜色缓存、深度缓存、模板缓存、积累缓存、双缓存等OpenGL技术大大提高了CPU的实现效率；同时，也充分利用了硬件提供的环境纹理、法向纹理、像素着色等扩展功能；而且，通过使用mip-map技术，避免了波浪纹理在视觉上产生令人讨厌的晃动、闪光和闪烁等人工雕琢效果。　　 ②在基于细胞自动机的雨水波动画模拟算法中，邻域细胞对中心细胞的影响作用通常认为是相同的，但是由于邻域细胞相对于中心细胞的距离并不完全相同，其影响作用理应不同。因此，本文根据邻域细胞对中心细胞的不同影响作用，得出一种基于细胞自动机的雨水波动画模拟改进方法，仿真实验证明该改进算法可以获得更加逼真的雨水波动画模拟效果。