自然现象的模拟是近十几年来计算机虚拟现实与系统仿真的一个重要研究领域,云作为自然现象的一部分,它在气象预测、飞行模拟、户外场景的虚拟仿真等领域有着很重要的作用。对云的建模,动画及光照进行研究.。云的形状无规则且运动变化让人捉摸不定,很难找到一种合适的方法来描述它。基于物理模型的方法能够精确地模拟云,但无法满足绘制效率。如何在不失真实感的情况下对云的物理模型进行简化且满足实时性就显得尤为重要。结合云的物理属性,添加随机控制,给出了一种改进的云粒子系统建模方法。根据云的不可压缩、低密度、无粘性特点,简化和改进纳维-斯托克斯方程方程,引入了涡漩控制。计算了云的速度场、压强场。添加密度源,根据速度场计算密度场,生成了云的密度纹理。为了提高速度,整个过程都在图形处理器中进行。研究了风力作用下云的运动控制,给出了风力模型和风力作用下云的运动控制方法,模拟了云的生长、飘动、消散等动态效果。简化和改进了Mark J. Harris的光照模型,生成云的散射颜色。采用体绘制技术和纹理映射技术,模拟了不同时刻,不同环境中的三维实体云。为加快云的渲染,采用了公告牌技术和视景体裁减技术。最后,开发设计了云的仿真系统,实现了动态的,真实感强的,实时的云模拟。