烟雾等流体在自然场景中扮演着举足轻重的角色,基于物理的烟雾仿真也一直是计算机图形学与虚拟现实领域研究的热点与难点。前人的研究中大部分只考虑了密闭空间中的自然腾升的烟雾模拟,而对烟雾跟随运动物体的变化仍然甚少涉及。烟雾的动态追踪中,需要实时获取运动物体的位置与方向的随机变化,从而使得烟雾的跟随运动复杂多样。针对上述问题,本文提出一种烟雾动态追踪的方法。首先,根据N-S方程组建立烟雾物理模型,通过分析烟雾动态追踪的需求,考虑到空气阻力对烟雾运动的过多影响,根据尼古拉兹实验曲线,建立空气阻力模型。其次,构建自适应网格场,引入边界盒子覆盖网格区域,重新定义三维网格结构中心,通过与运动物体中心数据的算法传递,实时捕捉物体中心与自适应网格场中心在可接受偏差内转换,实现烟雾的位置追踪。再次,采用旋转矢量法与位置平移方向分析策略,由物体的运动方向作用于烟雾,建立力场分析方程更新热浮力,通过热浮力方向因子作用于烟雾方向偏转,解决烟雾的方向追踪。然后,考虑到烟雾绘制的实时性问题,利用有限差分法快速求解N-S方程组,对流项采用MacCormack方法求解,另外考虑到GPU并行性的高效,通过合理处理线程数与网格的对应,采用线程组并行处理各项式计算,提高实时性。最后,利用Unity引擎平台,结合C#语言和shader渲染,设计烟雾的动态追踪模拟系统,对其方法的实现以及算法的实时性改进进行验证。实验表明,采用本文的方法可以在实时的前提下,实现复杂刚性物体运动烟雾的随动现象,即烟雾的动态追踪。