果实病害是果实生长过程中的常见现象，严重影响着水果的商品价值。若能在计算机上以三维可视化的方式虚拟果实病害的发病过程，可望以虚拟方式部分地替代费时、费力、昂贵的试验。同时，也可为影视动画提供果实病害的真实感仿真效果。然而，在图形学中针对常见的自然现象植物果实老化及病害可视化仿真的研究工作还比较少见。可视化仿真果实病害不仅要注重果实表面外在的变化，而且要符合果实变质潜在的生物学规律，才有可能获得较为逼真的仿真结果。本课题主要研究真菌性病害和生理性病害的可视化仿真，轮纹病害是真菌性病害的常见病害，日灼病害是生理性病害的常见病害。本文重点研究这两种典型病害的仿真方法，从宏观和微观相结合的角度并基于病害发病的生理特性进行仿真方法设计。本文提出了一种对真菌性病害轮纹病的仿真新方法。轮纹病的最明显的外部症状是在果皮上产生颜色深浅相间的典型的轮纹状。通过从微观上仿真细菌的繁殖生长过程得到细菌的菌落形态，菌落最终就是果实病症的外观表现形式。为实现果实轮纹病发病过程的动态仿真，以苹果等果实为研究对象，提出一种可以仿真各种不同菌落形状的反应扩散模型。利用该模型来模拟轮纹病病原菌的动态生长，并通过设置合适的参数产生病变区域的轮纹状特征。采用三维造型软件Maya对果实建模，并对病变区域进行渲染。此外，本文提出了针对生理性病害日灼病的计算机仿真方法。我们主要研究水分胁迫条件下果实日灼病的外观形态变化。提出了一种结合细胞力学的质点弹簧模型，采用此物理变形模型来对果实日灼的发病过程进行动态仿真。首先，利用Maya根据现有的数据来对果实的几何形态进行建模。然后，采用质点弹簧模型和细胞力学相结合的方法建立果实的物理变形模型，采用内部充满液体的球形细胞力学模型。其次，生成病变局部区域网格，根据水分代谢方程，计算出由于日灼失水产生的细胞膨压变化量，并求解受到膨压力的质点弹簧系统的质点位移变化。最后，对变化后的模型进行动态渲染得到接近真实的日灼病害果实症状。