王 彪，胡小梅，俞 涛

（上海大学 上海市机械自动化与机器人重点实验室；机电工程与自动化学院，上海 200072）

近年来，计算机游戏和动画等在各种领域的不断发展，要求对动态自然景物，如云、雾、地表灰尘、烟、火、水等的运动，进行模拟，这已经成为计算机图形学领域的研究热点。由于云、雾、地表灰尘、烟、火、水等，具有不规则的几何形状，并且其运动还具有不确定性，容易受到周围环境的影响而改变，动态性和随机性非常强，进而导致很难用常用的几何建模和数学建模的方法，来对其进行有效的模拟[1]。

1983年由W.T.Reeves等首次系统地提出了粒子系统方法[2]。此方法被认为是迄今为止模拟不规则模糊物体，最为成功的一种图形生成算法。在计算机虚拟仿真领域，应用粒子系统模拟不规则模糊物体的方法，已经得到了广泛应用。

本文通过对粒子系统的阐述、研究现状、建模及仿真以及对模型的优化，有了一个详细地描述，从而使大家对粒子系统的研究现状，有了更为直接的了解，最后通过分析现有粒子系统研究现状的不足，对于粒子系统的进一步研究，提出了自己的看法。

1 粒子系统的思想及其研究现状

1.1 粒子系统的思想

一个粒子系统，是由大量称为粒子的简单图元构成的，其基本思想是把物体定义为由成千上万个运动的、不规则的、随机分布的粒子组成的粒子集，每个粒子都有一组属性，如形状、大小、颜色、透明度、位置、速度和生命期等。而一个粒子需要被赋予哪些属性，主要取决于被模拟对象。……