当前计算机技术迅速发展，计算机动画在娱乐、电影、仿真等领域都有着极其广泛的应用。人物发型和动物的毛发对动画的真实感有着极其重要的影响，吸引了越来越多的研究。虽然头发的模拟非常重要，而且已经有了大量的研究，但是三维发型设计和效果展示现在依然是一个挑战。本文主要内容包括头发建模、发型设计、碰撞检测与碰撞处理、发型渲染等。本文设计并且实现了一种可支持多种发型的框架，给出了一种改进的渲染方法，加速了发型在复杂灯光条件下渲染，并且能够在图形硬件的支持下获得更快的速度。本文采用了发线模型来表示头发，使用了流体力学的原理对发型进行造型，模型的结构简单，支持多种发型，并且能够比较精确地进行碰撞检测，能合理地处理碰撞反应。在头发的渲染方面，使用了Kajiya-Kay的经典毛发光照模型对发型进行渲染，同时高效地模拟了头发的自阴影，采用了阴影图(shadow map)技术。本文对常用的渲染方法进行一点修改，将光照分解为并行于X，Y，Z轴方向的三个分量，然后对这三个分量分别进行光照运算，更真实地体现出了毛发的自阴影效果，能大大提高复杂光照条件下的计算效率，并且能够用硬件实现并行计算，可以进一步提高效率。算法实现是使用了openGL作为开发工具，具有较好的可移植性，算法简洁，效率高，能在普通的硬件配置上，实现高质量的发型设计和渲染输出。