王诗怡，陈姚节，徐 新

(武汉科技大学 计算机科学与技术学院，湖北 武汉 430065)

0 引 言

近年来使用计算机仿真技术模拟现实环境是一个热点话题。自然环境特效的模拟就是其中的一个应用，其中包括了自然灾害，比如洪水、雪崩，也有模拟自然风光，例如草原、瀑布。此中最常见的便是对气候的模拟，好比风、雨、雷、雪等。天气模拟在游戏、电影、广告等应用场景中占据着重要的地位。

近几年很多研究人员在雨滴降落模拟的真实性上取得了很大的进展。孙学金等人[1]用Runge—Kutta法求解，验证出了雨滴降落的末速度，并且和Gunn & Kinzer法的实测数值相比较吻合，结果更加准确。刘嘉瑞等人[2]提出了一种基于SPH的模拟雨滴击打树枝等不规则物体边界的方法，使用一种吸引力模型来模拟水滴从物体表面的滑落，在模拟水滴的收缩、流动等特性上达到了比较真实的效果。李宁等人[3]用API函数和粒子系统，在OpenGL中模拟了机场附近的雨雪雷电等自然天气特效。Marcos Slomp等[4]通过研究雨滴表面纹理变化进行实验，可以在粒子比较多的情况下模拟雨滴。唐玉蕾和袁赞[5]改进了基于粒子系统的雨滴动态过程的模拟，增强降雨实现的逼真度。刘小玲等采用多幅雪花纹理与粒子随机组合，使雪花效果符合多样性和随机性。实验结果表明，该算法能在大规模场景中进行雨雪效果的实时渲染，并有较高的真实感[6]。Kim[7]将雨滴以及雨水流动模拟与基于粒子和栅格的区域融合的算法结合起来并且进行了改进。……