虚拟手术是虚拟现实在医学领域的应用，它在计算机中生成一个逼真的手术场景，可以用来模拟手术过程中可能遇到的各种现象。虚拟手术可用于外科医生培训、手术效果预测、手术方案制定、手术导航以及新型手术技术和设备的研究开发等。虚拟手术培训系统主要包括模型构建、软组织变形、触觉反馈和真实感渲染等方面。　　 本文主要针对虚拟手术中的软组织形变以及真实感渲染进行研究与实验，主要内容包括:基于光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics Method，SPH)的软组织形变模拟，基于L-系统(L-System)方法对人体腹部器官血管模拟和基于晶格波尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method, LBM)的流体模拟。　　 对于软组织形变，基于SPH方法，根据黏弹性模型，建立形变仿真的控制方程;选择合适的支持域搜索策略和光滑核函数，对方程组的各相关项进行近似计算。在每一时间步，计算各粒子的密度、位置、速度等物理量;然后根据粒子状态信息将模型在屏幕上显示，并使用光照渲染，模拟出软组织器官受到外力时的实时形变过程。　　 对于器官血管的绘制，根据人体血管分枝结构的生理模型和几何特征，采用随机参数L系统，由不同的重写规则和参数生成各种器官的血管结构，从而体现血管的整体统计规律和局部随机性质。　　 对于基于LBM的流体模拟，采用流体运动控制方程(Navier-Stokes，NS方程)描述流体，并利用LBM对NS方程进行求解，在两种流体的交互过程中，对两种流体各自进行受力分析，改变LBM方程中的平衡态分布函数中的平衡速度来反映粒子之间相互作用的影响，并对以上步骤利用GPU并行加速，实现了两种液体交互的模拟。