自然景物的模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题之一。自然景观中雪景的模拟,可以大大提高虚拟场景的逼真效果。雪花形态的不规则性、运动的无规律性以及雪花受环境因素影响大的特点,决定了其建模方式和运动描述方法更为困难,因此雪景的动态模拟逐渐成为不规则物体建模方面的一个热点问题。Reeves提出的粒子系统是模拟雪景的一种有效方法,同时自然界环境温度对产生降雪的影响是在雪景模拟过程中不容忽视的因素。为此,本文着重从以下几方面进行研究和探讨。首先,对现有的自然景物真实感绘制理论、算法及其应用范围进行分析;同时对粒子系统的发展、实现原理和基本模型等都进行了研究,进而分析雪景的特点以及与模拟雪景有关的关键问题,包括雪花的形状、雪花的下落运动、风的影响、雪景模拟的视觉效果及雪的沉积等。其次,分析现有文献阐述的环境温度对产生降雪大小以及密度的影响,在此基础上提出用温度变化来控制雪花大小和密度的思想,并根据模拟雪景实际情况对传统温度与雪花大小的经验公式进行推广改进,提出温度与降雪密度的关系方程,得到基于温度变化的雪花模拟算法SST;雪花产生后,通过对雪花下落运动的分析,模拟出逼真的飘雪场景。再次,分析用表面预测算法模拟积雪的过程,根据温度对降雪密度的影响,直接估算积雪粒子数,省去每个三角面片都要向天空发射粒子的过程,大大简化积雪模拟算法的复杂性,实现积雪的快速模拟。最后,设计并实现一个雪景模拟系统,对所提出的雪景模拟算法进行实验验证。